kategorier: Utvalgte artikler » Interessante elektriske nyheter
Antall visninger: 40842
Kommentarer til artikkelen: 8
Hva er superkapasatorer
Ionistorer, superkondensatorer, ultrakondensatorer - historien om etablering og utvikling av teknologi
7. juni 1962 inngav Robert Reitmayer, en kjemiker fra American Standard Oil Company (SOHIO) i Cleveland, Ohio, en patentsøknad som beskriver mekanismen for lagring av elektrisk energi i en dobbeltlagskondensator.
Hvis inn konvensjonell kondensator Siden aluminiumsplater tradisjonelt ble isolert med et dielektrisk lag, ble det i den utførelsesform som ble foreslått av utføreren lagt vekt direkte på platene. Elektrodene måtte ha forskjellig konduktivitet: den ene elektroden måtte ha ionisk konduktivitet, og den andre elektronisk.
I prosessen med å lade en kondensator vil det således være en separasjon av elektroner og positive sentre i den elektroniske lederen, og separasjon av kationer og anioner i den ioniske lederen.
Den elektroniske lederen ble foreslått å være laget av porøst karbon, da kan den ioniske lederen være en vandig løsning av svovelsyre. I dette tilfellet vil ladningen bli lagret ved grensesnittet til disse spesielle lederne (det samme dobbeltlaget). Potensialforskjellen på disse første ionistorene kunne nå en verdi på 1 volt, og kapasitansenhetene til farader, fordi nå avstanden mellom platene var mindre enn 5 nanometer.
I 1971 ble lisensen overført til det japanske selskapet NEC, som på det tidspunktet var engasjert i alle områder av elektronisk kommunikasjon. Japanerne lyktes med å markedsføre teknologi til det elektroniske markedet som ble kalt "Supercapacitor".
Syv år senere, i 1978, ga Panasonic på sin side ut gullkondensatoren, som også fikk suksess i dette markedet. Suksessen ble sikret av bekvemmeligheten ved å bruke ionistorer til å drive SRAM-flyktige minnet. Imidlertid hadde disse ionistorene høy indre motstand, noe som begrenset muligheten for raskt å trekke ut energi, og derfor begrenset anvendelsesområdet kraftig.
I 1982 utviklet spesialister ved American Pinnacle Research Institute (PRI), som ligger i Los Gatos, California, og arbeidet med å forbedre elektrode- og elektrolyttmaterialer, ekstremt høye energitetthet-ionisatorer som dukket opp på markedet under navnet "PRI Ultracapacitor" .
Etter 10 år, i 1992, begynte Maxwell Laboratories (som senere endret navn til Maxwell Technologies, San Diego, California, USA) å utvikle PRI-teknologi kalt "Boost Caps". Målet nå var å lage kondensatorer med høy kapasitet med lav motstand for å kunne drive kraftig elektrisk utstyr.
Fig. 1. SAMWHA ELEKTRISK superkondensator DH5U308W60138TH
I 1999 ble det taiwanske selskapet UltraCap Technologies Corp. Hun begynte også å samarbeide med PRI, som da hadde utviklet et ekstremt stort elektrodekaramikk, og i 2001 ble Taiwans første høykapasitets ultrakapasitor lansert. Fra dette øyeblikket begynte den aktive utviklingen av teknologi i mange forskningsinstitutter i verden.
Det er også aktører på det russiske markedet, så selskapet Ultracapacitors Phoenix (UKF LLC) er et ingeniørselskap som spesialiserer seg på design, utvikling, produksjon og praktisk anvendelse av løsninger og systemer basert på supercapacitors / ionisatorer. Selskapet jobber i nært samarbeid med de beste verdensprodusentene og overtar aktivt deres erfaring.
Bruken av ionistorer
Ionistorer per farad-enheter har mottatt velfortjent bruk som sikkerhetskopieringskraft på mange enheter.Starter med kraften i tidtakerne til TV-er og mikrobølgeovner, og slutter med komplekse medisinske apparater. Som regel er ionistorer installert på minnekort.
Når du skifter batteri i en video eller kamera, støtter ionistoren kraften i minnekretsene som er ansvarlige for innstillingene, det samme gjelder musikksentre, datamaskiner og annet lignende utstyr. telefoner, elektroniske strømmålere, sikkerhetsalarmanlegg, elektroniske måleinstrumenter og medisinsk utstyr - superkondensatorer har funnet anvendelse overalt.
Fig. 2. Superkapasitorer (ionistorer)
Små organiske elektrolyttionistorer har en maksimal spenning på omtrent 2,5 volt. For å oppnå høyere tillatte spenninger er ionistorene koblet til batterier, nødvendigvis ved bruk av shuntmotstander.
Fordelene med ionistorer inkluderer: høy ladning-utladningshastighet, motstand mot hundretusener av ladesykluser sammenlignet med batterier, lav vekt sammenlignet med elektrolytiske kondensatorer, lav toksisitet, utladningstoleranse til null.
Fig. 3. Avbruddsfri strømforsyning på superkapsler
Fig. 4. Supercapacitor bilmoduler
prospekter
I utviklingen av ionistorer øker deres spesifikke kapasitet mer og mer, og med all sannsynlighet vil dette før eller siden føre til fullstendig utskifting av batterier med superkondensatorer i mange tekniske felt.
Nyere studier fra et team av forskere ved University of California i Riverside har vist at en ny type ionistor er basert på en porøs struktur, hvor ruteniumoksydpartikler blir avsatt på grapheneoverlegen sine beste kolleger nesten to ganger.
Forskere har oppdaget at porene til "grafenskum" har nanosiser som er egnet for å holde partikler av overgangsmetalloksider. Ruthenium oxide supercapacitors er nå det mest lovende alternativet. De er trygge på å bruke en vandig elektrolytt, og gir en økning i lagret energi og øker den tillatte strømstyrken med en faktor på to sammenlignet med de beste ionistorer som er tilgjengelige på markedet.
De lagrer mer energi for hver kubikkcentimeter av volumet, så det vil være lurt å bytte ut batteriene med dem. For det første snakker vi om bærbar og implanterbar elektronikk, men i fremtiden kan nyheten også være basert på personlige elektriske kjøretøyer.
Grafen blir avsatt lag for lag på nikkelpartikler, som fungerer som en støtte for karbon nanorør, som sammen med grafen danner en porøs karbonstruktur. Partikler av ruteniumoksyd med en diameter på mindre enn 5 nm trenger inn i de oppnådde nanoporer av sistnevnte fra en vandig løsning. Den spesifikke kapasiteten til ionistoren basert på den resulterende strukturen er 503 farad per gram, noe som tilsvarer en spesifikk effekt på 128 kW / kg.
Fig. 4. Lader på en grafen-superkondensator
Evnen til å skalere denne strukturen har allerede lagt grunnlaget og lagt grunnlaget for å skape det ideelle middelet til lagring av energi. Ionistorer basert på “grafenskum” besto de første testene, hvor de viste evnen til å lade mer enn åtte tusen ganger uten forverring.
Se også på elektrohomepro.com
: