Mga kategorya: Itinatampok na Mga Artikulo » Kagiliw-giliw na balita sa kuryente
Bilang ng mga tanawin: 40842
Mga puna sa artikulo: 8
Ano ang mga supercapacitors
Ionistors, supercapacitors, ultracapacitors - ang kasaysayan ng paglikha at pag-unlad ng teknolohiya
Noong Hunyo 7, 1962, si Robert Reitmayer, isang chemist sa American Standard Oil Company (SOHIO) sa Cleveland, Ohio, ay naghain ng isang patent application na nagdetalye sa mekanismo para sa pag-iimbak ng elektrikal na enerhiya sa isang dobleng layer na capacitor.
Kung sa maginoo capacitor Dahil ang mga plate na aluminyo ay tradisyonal na insulated na may isang dielectric layer, sa embodiment na iminungkahi ng imbentor, ang diin ay inilalagay nang direkta sa materyal ng mga plato. Ang mga electrodes ay kailangang magkaroon ng magkakaibang kondaktibiti: ang isang elektrod ay kailangang magkaroon ng ionic conductivity, at ang iba pa - electronic.
Kaya, sa proseso ng pagsingil ng isang kapasitor, magkakaroon ng paghihiwalay ng mga electron at positibong sentro sa elektronikong conductor, at paghihiwalay ng mga cation at anion sa ionic conductor.
Ang elektronikong conductor ay iminungkahi na gawin ng porous carbon, kung gayon ang ionic conductor ay maaaring isang may tubig na solusyon ng sulfuric acid. Sa kasong ito, ang singil ay maiimbak sa interface ng mga espesyal na conductor (ang parehong dobleng layer). Ang potensyal na pagkakaiba sa mga unang ionistor na ito ay maaaring umabot ng isang halaga ng 1 boltahe, at ang kapasidad - mga yunit ng farads, dahil ngayon ang distansya sa pagitan ng mga plato ay mas mababa sa 5 nanometer.
Noong 1971, ang lisensya ay inilipat sa kumpanya ng Hapon na NEC, na sa oras na iyon ay nakikibahagi sa lahat ng mga lugar ng komunikasyon sa elektronik. Ang mga Hapon ay matagumpay sa pagtaguyod ng teknolohiya sa tinatawag na merkado ng electronics "Supercapacitor".
Pagkaraan ng pitong taon, noong 1978, pinalaya ng Panasonic, ang Gold Capacitor, na nagkamit din ng tagumpay sa merkado na ito. Ang tagumpay ay nasiguro sa pamamagitan ng kaginhawaan ng paggamit ng mga ionistor upang mabigyan ng lakas ang memorya ng SRAM. Gayunpaman, ang mga ionistor na ito ay may mataas na panloob na pagtutol, na limitado ang kakayahang mabilis na kunin ang enerhiya, at samakatuwid ay lubos na paliitin ang hanay ng mga aplikasyon.
Noong 1982, ang mga espesyalista sa American Pinnacle Research Institute (PRI), na matatagpuan sa Los Gatos, California, na nagtatrabaho sa pagpapabuti ng mga materyales na elektrod at electrolyte, nabuo ang labis na mataas na enerhiya density ionizers na lumitaw sa merkado sa ilalim ng pangalang PRI Ultracapacitor .
Pagkaraan ng 10 taon, noong 1992, ang Maxwell Laboratories (na kalaunan ay binago ang pangalan nito sa Maxwell Technologies, San Diego, California, USA) ay nagsimulang bumuo ng teknolohiyang PRI na tinatawag na "Boost Caps". Ang layunin ngayon ay upang lumikha ng mga kapasitor na may mataas na kapasidad na may mababang pagtutol upang magawa ang makapangyarihang mga de-koryenteng kagamitan.
Fig. 1. SAMWHA ELECTRIC supercapacitor DH5U308W60138TH
Noong 1999, ang kumpanya ng Taiwanese na UltraCap Technologies Corp. Nagsimula rin siyang makipagtulungan sa PRI, na bumuo ng isang napakalaking lugar ng electrode ceramic at pagkatapos, at noong 2001 ay inilunsad ang unang mataas na kapasidad na ultracapacitor ng Taiwan. Mula sa sandaling ito, ang aktibong pag-unlad ng teknolohiya ay nagsimula sa maraming mga instituto ng pananaliksik sa mundo.
Mayroon ding mga manlalaro sa merkado ng Russia, kaya ang kumpanya ng Ultracapacitors Phoenix (UKF LLC) ay isang kumpanya ng inhinyero na nagdadalubhasa sa disenyo, pag-unlad, paggawa at praktikal na aplikasyon ng mga solusyon at mga sistema batay sa mga supercapacitors / ionizer. Ang kumpanya ay gumagana nang malapit kasabay ng pinakamahusay na mga tagagawa ng mundo at aktibong tumatagal sa kanilang karanasan.
Ang paggamit ng mga ionistors
Ang mga Ionistors bawat farad unit ay nakatanggap ng maayos na paggamit bilang backup na mapagkukunan ng kapangyarihan sa maraming mga aparato.Simula sa lakas ng mga timer ng mga TV at microwave oven, at nagtatapos sa mga kumplikadong medikal na aparato. Bilang isang patakaran, ang mga ionistor ay naka-install sa mga memory card.
Kapag binabago ang baterya sa isang video o camera, sinusuportahan ng ionistor ang lakas ng mga circuit circuit na may pananagutan sa mga setting, ang parehong naaangkop sa mga sentro ng musika, computer at iba pang katulad na kagamitan. Mga Telepono metro ng elektrikal na koryente, mga sistema ng alarma sa seguridad, mga instrumento sa pagsukat ng electronic at mga aparatong medikal - natagpuan ng mga supercapacitors ang aplikasyon kahit saan.
Fig. 2. Supercapacitors (ionistors)
Ang maliit na organikong electrolyte ionistors ay may isang maximum na boltahe na humigit-kumulang sa 2.5 volts. Upang makakuha ng mas mataas na pinahihintulutang mga boltahe, ang mga ionistor ay konektado sa mga baterya, kinakailangang gumagamit ng mga shunt resistors.
Kasama sa mga bentahe ng mga ionistor: mataas na rate ng pag-aalis ng singil, paglaban sa daan-daang libong mga recharge cycle kumpara sa mga baterya, mababang timbang kumpara sa mga electrolytic capacitors, mababang toxicity, paglabas ng pagpapaubaya sa zero.
Fig. 3. Hindi mapigilan na suplay ng kuryente sa mga supercapacitors
Fig. 4. Mga module ng kotse ng Supercapacitor
Mga prospect
Sa pagbuo ng mga ionistor, ang kanilang mga tiyak na kapasidad ay dumarami at higit pa, at sa lahat ng posibilidad, maaga o huli ito ay hahantong sa kumpletong kapalit ng mga baterya na may mga supercapacitors sa maraming mga teknikal na larangan.
Ang mga kamakailang pag-aaral ng isang pangkat ng mga siyentipiko sa University of California sa Riverside ay nagpakita na ang isang bagong uri ng ionistor ay batay sa isang butas na istraktura, kung saan ang mga partikulo ng ruthenium oxide ay idineposito sa graphenehigit sa pinakamahusay na katapat nito halos dalawang beses.
Natuklasan ng mga mananaliksik na ang mga pores ng "graphene foam" ay may nanosize na angkop para sa paghawak ng mga partikulo ng mga metal na oxygen na transisyon. Ang Ruthenium oxide supercapacitors ay ngayon ang pinakapangakong pagpipilian. Ligtas na gumana sa isang may tubig na electrolyte, nagbibigay sila ng isang pagtaas sa naka-imbak na enerhiya at pinatataas ang pinapayagan na amperage sa pamamagitan ng isang kadahilanan ng dalawa kumpara sa pinakamahusay na mga ionistors na magagamit sa merkado.
Nag-iimbak sila ng mas maraming enerhiya para sa bawat kubiko sentimetro ng kanilang lakas, kaya maipapayo na palitan ang mga baterya sa kanila. Una sa lahat, pinag-uusapan natin ang tungkol sa maaaring magsuot at implantable electronics, ngunit sa hinaharap, ang bagong bagay o karanasan ay maaari ring batay sa mga personal na sasakyan sa koryente.
Ang graphene ay idineposito ng layer sa pamamagitan ng layer sa mga nikelikel, na kumikilos bilang suporta para sa mga carbon nanotubes, na kasama ng graphene ay bumubuo ng isang maliit na istraktura ng carbon. Ang mga partikulo ng ruthenium oxide na may diameter na mas mababa sa 5 nm ay tumagos sa nakuha na mga nanopores ng huli mula sa isang may tubig na solusyon. Ang tiyak na kapasidad ng ionistor batay sa nagresultang istraktura ay 503 farads bawat gramo, na tumutugma sa isang tiyak na lakas ng 128 kW / kg.
Fig. 4. Charger sa isang graphene supercapacitor
Ang kakayahang masukat ang istraktura na ito ay inilatag na ang pundasyon at inilatag ang pundasyon para sa paglikha ng perpektong paraan ng pag-iimbak ng enerhiya. Ang mga Ionistor batay sa "graphene foam" matagumpay na naipasa ang mga unang pagsubok, kung saan ipinakita nila ang kakayahang mag-recharge ng higit sa walong libong beses nang walang pagkasira.
Tingnan din sa electro-tl.tomathouse.com
: