Разное > Новости энергетики
Суперконденсатор-кто он такой?
danilll:
Все наверняка слышали это слово,и задумывались о его смысле,вот поэтому,я и решил посветить эту статью данному устройству.
Итак,что же это такое?
В связи с тем, что толщина двойного электрического слоя (то есть расстояние между «обкладками» конденсатора) крайне мала, запасённая ионистором энергия выше по сравнению с обычными конденсаторами того же размера. К тому же, использование двойного электрического слоя вместо обычного диэлектрика позволяет намного увеличить площадь поверхности электрода. Типичная ёмкость ионистора — несколько фарад, при номинальном напряжении 2—10 вольт.
danilll:
Классификация суперконденсаторов
1) Суперконденсаторы с идеально поляризуемыми углеродными электродами ("идеальный" ионистор, ионный конденсатор). Электрохимическая схема:
– С / 30% водный раствор КОН / С +;
– С / 38% водный раствор Н2SO4 / C +;
– C / Органический электролит / С +.
В этом типе ионисторов на электродах в рабочем интервале напряжений не протекают электрохимические реакции, накопление энергии происходит за счет ионного переноса между электродами.
2) Суперконденсаторы с идеально поляризуемым углеродным электродом и неполяризуемыми или слабо поляризуемыми катодом или анодом («гибридные» ионисторы). Электрохимическая схема:
– Ag / Твердый электролит RbAg4I5 / C +;
– С / 30% водный раствор КОН / NiОOH +
В этом типе суперконденсаторов на одном из электродов (катоде или аноде) протекает электрохимическая реакция (аналогично аккумуляторам), поэтому их иногда называют гибридными суперконденсаторами.
3) Псевдоконденсаторы — это суперконденсаторы, на поверхности электродов которых при заряде и разряде протекают обратимые электрохимические процессы (хемосорбция или интеркаляция ионов, содержащихся в электролите). Отличаются сверхвысокой емкостью (единицы и десятки килофарад на грамм). Электрохимическая схема:
– Ni(H) / 30% водный раствор КОН / NiОOH +;
– С(Н) / 38% водный раствор Н2SO4 / PbSO4(РbO2) + .
По принципу накопления энергии псевдоконденсаторы можно отнести как к суперконденсаторам (если энергия накапливается только в поверхностном слое электродов), так и к аккумуляторам (если энергия накапливается еще и в объеме электродов). Включение псевдоконденсаторов в электрическую цепь может существенно повысить удельную мощность химических источников тока.[3]
danilll:
Ну хорошо,давайте сравним суперконденсатор с традиционными гальваническими источниками
С появлением ионисторов стало возможным использовать конденсаторы в электрических цепях не только как преобразующий элемент, но и как источник напряжения. Широко применяются в качестве замены батареек для хранения информации о параметрах изделия при отсутствии внешнего питания,в карманных фонариках ";жучках". Такие элементы имеют как несколько преимуществ, так и недостатков над обычными химическими источниками тока — гальваническими элементами и аккумуляторами:
Недостатки
Удельная энергия меньше, чем у аккумуляторов (5-12 Вт·ч/кг при 200 Вт·ч/кг для литий-ионных аккумуляторов).
Напряжение зависит от степени заряженности.
Возможность выгорания внутренних контактов при коротком замыкании.
Большое внутреннее сопротивление по сравнению с традиционными конденсаторами (10...100 Ом у ионистора 1 Ф × 5,5 В).
Значительно больший, по сравнению с аккумуляторами, саморазряд: порядка 1 мкА у ионистора 2 Ф × 2,5 В[4].
Преимущества
Высокие скорости зарядки и разрядки.
Простота зарядного устройства
Малая деградация даже после сотен тысяч циклов заряда/разряда.
Малый вес по сравнению с электролитическими конденсаторами подобной ёмкости
Низкая токсичность материалов.
Высокая эффективность (более 95 %).
Неполярность (хотя на ионисторах и указаны «+» и «−», это делается для обозначения полярности остаточного напряжения после его зарядки на заводе-изготовителе).
danilll:
Перспективы-ну ладно,фонарики и электроника-не более,чем высокотехнологичные игрушки,пора задуматься о более серьёзных вещах. Думаю,в скором времени,производители смогут существенно увеличить удельную ёмкость суперконденсаторов,и тогда их станет возможно применить на дизель-электрических подводных лодках,вместо аккумуляторных батарей. Огромным плюсом станет возможность произвести полную зарядку,подняв шнокхель,и запустив двс всего на несколько минут.
Многие наверное слышали леденяшее душу слолво "плазмоган"-это орудие которое вместо энергии пороховых газов использует энергию плазмы от мощьнейшего электрического разряда для разгона боеприпаса. Боевое применение таких орудий пока-что небозможно лишь по одной причине-уж очень много места занимают конденсаторы(чтобы выстрелить 2х граммовой пулей со скоростью 10000 км/сек ,понадобилась батарея конденсаторов,занявшее помещение в 100 квадратных метров. Думаю,с совершенствованием суперконденсаторов,размеры необходимых батарей существенно уменьшатся,и "плазмоганы" прольют немало вражеской крови,и искарёжат немало металла на полях сражений.
Игорь Востриков:
Респект за полезную информацию.
Навигация
Перейти к полной версии