Суперкондензатори — уређај, практична примена, предности и мане

Шта је суперкондензатор

Суперкондензатори или суперкондензатори подсећају на обичне електролитичке кондензаторе, иако се од ових последњих разликују по много већем електричном капацитету (екстремно велики кондензатори). По својим својствима, јонистор је крст између батерије и кондензатора. Његов уређај се може описати као кондензатор са електричним двоструким слојем, није за ништа што се суперкондензатори називају ЕДЛЦ — Елецтриц Доубле Лаиер Цапацитор у енглеским ресурсима.

Такав кондензатор функционише захваљујући електрохемијским процесима који се одвијају у њему, а не само због електричног поља ускладиштеног у диелектрику између плоча, као у конвенционалном кондензатору. Између плоча нема класичног диелектричног слоја, а саме плоче су направљене од супстанци различитих носилаца наелектрисања супротног типа.

До те мере да капацитивност кондензатора је директно пропорционална површини његових плоча; да би се добио велики капацитет, потребно је имати велику површину плоча. Из тог разлога су електроде суперкондензатора обично направљене од пенастог угљеника, што даје веома значајну површину „плоча“.

Електроде су одвојене сепаратором и налазе се у чврстом киселом или алкалном електролиту. Сепаратор елиминише кратак спој између електрода. Кристални електролит рубидијума, сребра и јода омогућава стварање јонистора великог капацитета, ниског самопражњења, отпорних на ниске температуре.

Суперкондензатори са малим унутрашњим отпором добијају се, на пример, на бази раствора сумпорне киселине, али је радни напон таквих суперкондензатора ограничен на 1 волт, поред тога, такви раствори су токсични, па се ретко користе.

Електрохемијска реакција у суперкондензатору узрокује да неки од електрона напусте електроде, што електроде наелектрише позитивно. Негативни јони привлаче електролит на позитивно наелектрисане електроде. Ово формира електрични слој.

Као резултат тога, наелектрисање суперкондензатора се чува на граници између угљеника и електролита, а дебљина електричног слоја формираног од катјона и ањона је само 1-5 нм, што је еквивалентно веома малој удаљености између плоча кондензатора. . Ово резултира значајном капацитивношћу мереном у фарадима. Суперкондензатор је поларан, стога, када је повезан у коло, потребно је поштовати исправан поларитет.

Примена суперкондензатора

Данас се суперкондензатори често налазе у дигиталној технологији као резервна напајања за микроконтролере, меморијска кола, ЦМОС чипове, електронске сатове и још много тога.

Када се користе у комбинацији са батеријама, суперкондензатори такође могу повећати ефикасност и омогућити смањење тежине и величине батерија, обезбеђујући додатну снагу током вршног оптерећења.

Будући да су у средњем положају између кондензатора и батерија, суперкондензатори су применљиви у различитим областима: складиштење енергије у регенеративним кочионим системима, апликације мале снаге и апликације за брзо пуњење (муња, плејер, меморија, итд.).

Будућност ће вероватно укључити преносиве електронске уређаје, електричне аутомобиле и све што данас ради на батерије, уз предност што се могу пунити за неколико минута. Суперкондензатори су такође неопходни када је потребан велики број циклуса пуњења-пражњења у условима краткотрајне потрошње енергије.

Наводимо само неке од области успешне примене суперкондензатора данас:

• енергија ветра,
• Медицинска опрема,
• редундантно напајање,
• резерва енергије,
• регенерација енергије кочења,
• храна за потрошачку електронику и кухињске уређаје,
• напајање ЛЕД диода и сензора,
• резервна меморија,
• одржавање напајања електронских брава,
• стабилизација напона.

Предности и мане

Недостаци суперкондензатора укључују низак радни напон (до 2,7 волти по ћелији, што доводи до потребе за сакупљањем суперкондензатора у батеријама) и прилично високу цену у поређењу са батеријама и кондензаторима.

Позитивне карактеристике суперкондензатора: брзина пуњења и пражњења, ресурс од стотине хиљада циклуса, без одржавања, мала величина и тежина, једноставност употребе, широк распон радних температура, дуг радни век.

Такође видети: Која је разлика између батерија и кондензатора