Supercondensatorul, care a devenit larg răspândit recent, nu este chiar numele corect pentru un astfel de dispozitiv precum un ionistor. Un ionistor, la rândul său, este un tip de condensator. Ionistorul a fost inventat cu destul de mult timp în urmă - în anii 50, dar în forma sa actuală există din 1982. Primii ionistori cu rezistență internă scăzută pentru utilizare în circuite puternice au fost dezvoltate de PRI în 1982.
Odată cu apariția ionistorilor, a devenit posibilă utilizarea condensatoarelor circuite electrice nu numai ca element transformator, ci și ca sursă de tensiune. Ionistorul este utilizat pe scară largă ca înlocuitor pentru baterii pentru a stoca informații despre parametrii produsului în absența unei surse externe. Astfel de elemente au mai multe avantaje față de sursele convenționale de curent chimic - celule galvanice și baterii:
- Rate ridicate de încărcare și descărcare.
- Simplitatea încărcătorului
- Degradare scăzută chiar și după sute de mii de cicluri de încărcare/descărcare
- Greutate redusă în comparație cu condensatoarele electrolitice de capacitate similară
- Toxicitate scăzută a materialelor
- Nepolaritate (deși „+” și „-” sunt indicate pe ionistori, acest lucru se face pentru a indica polaritatea tensiunii reziduale după ce aceasta este încărcată la producător).
Densitatea de energie a ionistorilor este încă de câteva ori mai mică decât capacitățile bateriilor. De exemplu, densitatea de energie a unui ionistor BCAP3000 3000F x 2,7V cu o greutate de 0,51 kg este de 21,4 kJ/kg. Aceasta este de 7,6 ori mai mică decât densitatea de energie a bateriilor electrolitice cu plumb, de 25 de ori mai mică decât a bateriilor cu litiu-polimer, dar de zeci de ori mai mult decât densitatea de energie a unui condensator electrolitic. Densitatea de putere a supercondensatorului depinde de rezistența internă. La ultimele modele de ionistori, rezistenta interna este destul de mica, ceea ce face posibila obtinerea unei puteri comparabile cu cea a unei baterii.
În 1997, cercetătorii de la CSIRO au dezvoltat un supercondensator care ar putea stoca cantități mari de sarcină prin utilizarea foliilor de polimer ca dielectric. Electrozii au fost fabricați din nanotuburi de carbon. Pentru condensatoarele convenționale energia specifică este de 0,5 Wh/kg, dar pentru condensatoarele PET era de 4 ori mai mare.
În 2008, cercetătorii au dezvoltat un prototip de supercondensator bazat pe electrozi de grafen cu o capacitate energetică specifică de până la 32 Wh/kg, comparabilă cu cea a bateriilor plumb-acid (30-40 Wh/kg).
Durata de viață a ionistorilor este lungă. Au fost efectuate cercetări pentru a determina numărul maxim de cicluri de încărcare-descărcare. După 100.000 de cicluri, nu a fost observată nicio degradare. Potrivit declarațiilor recente ale angajaților MIT, supercondensatorii ar putea înlocui în curând bateriile convenționale. În plus, în 2009, au fost efectuate teste pe o baterie bazată pe un ionistor, în care au fost introduse nanoparticule de fier în materialul poros. Stratul dublu electric rezultat a trecut electronii de două ori mai repede prin crearea unui efect de tunel.
Un nou design de supercondensator propus de specialiștii de la Nanotek Instruments Inc. (SUA), are electrozi formați din grafen cu amestecuri de acetilenă care crește conductivitatea și un liant PTFE. O substanță cunoscută în electrochimie ca EMIMBF4 a fost folosită ca electrolit. Apropo, acest grup științific a sugerat pentru prima dată în 2006 că grafenul ar putea fi folosit, în principiu, pentru a crea astfel de dispozitive. Ca urmare a utilizării acestor substanțe, oamenii de știință au creat condensatori nu mai mari decât o monedă într-o cameră de protecție.
Densitatea de energie a dispozitivului rezultat este comparabilă cu cea a bateriilor nichel-hidrură metalică. Dacă vorbim de cifre, densitatea de energie din dispozitivul creat este de aproximativ 85,6 W*oră/kg la temperatura camerei și de aproximativ 136 W*oră/kg la 80 de grade Celsius. Cu toate acestea, după cum s-a menționat mai sus, dispozitivul are un avantaj imens față de bateriile convenționale prin faptul că poate fi încărcat și descărcat extrem de rapid. Dezvoltatorii înșiși consideră creația lor o adevărată descoperire tehnologică. Capacitatea de încărcare rapidă înseamnă că un design similar ar putea fi folosit pentru a alimenta telefoanele mobile și alte echipamente portabile pentru consumatori în viitor.
Supercondensatori fabricați în Rusia
La Universitatea Națională de Cercetare Tehnologică din Rusia MISiS, în colaborare cu compania TEEMP, pe baza unui material unic asemănător grafenului și nanotuburilor, au dezvoltat super condensatoare, care au fost utilizate în sistemele de pornire a motoarelor echipamentelor grele la temperaturi extrem de scăzute.
În interiorul supercondensatorului se află un material nanocarbon fabricat din fibră organică cu conductivitate mare a curentului și intensitate energetică specifică crescută - până la 20 F/cm3 de masă activă (unul dintre denumirile sale comune în comunitatea științifică este „muștați”) și costuri de producție scăzute. O nouă ideologie pentru asamblarea modulelor de supercondensatori, care reduce intensitatea muncii la fabricarea dispozitivelor de stocare, și o tehnologie originală pentru producerea materialelor electrozilor din fibre organice vor reduce în viitor costul de fabricație a unui dispozitiv de stocare a energiei de aproape 3 ori, spun reprezentanții compania TEEMP. Producția celor mai noi supercondensatori rusești folosind tehnologia descrisă mai sus este planificată să fie lansată în primul trimestru al anului 2017 în regiunea Moscovei.
Prima linie de dispozitive care utilizează noul tip de supercondensatori a fost deja creată. Dezvoltatorii își concentrează atenția asupra sistemului de pornire a motorului, „conținând în interior un dispozitiv hibrid de stocare a energiei bazat pe un modul supercondensator și generator pe benzina" Este capabil să funcționeze în mod autonom, nu necesită o priză electrică și, atunci când este încărcat, poate porni, de exemplu, un autobasculant greu de 10 ori la rând la temperaturi de la -40 ° C la -60 ° C. Sistemul poate poate fi folosit pentru a lansa aeronave mici care necesită putere mare într-o perioadă scurtă de timp, ceea ce distruge rapid bateriile convenționale. Un astfel de dispozitiv a fost deja testat în toamna lui 2016 pentru lansare echipament militarși a primit recenzii pozitive.
Zumzetul din jurul construcției de către Elon Musk a unei „Gigafactorii de baterii” pentru producția de baterii litiu-ion nu s-a stins încă, când a apărut un mesaj despre un eveniment care ar putea ajusta semnificativ planurile „revoluționarului miliardar”.
Acesta este un comunicat de presă recent al companiei. Sunvault Energy Inc., care împreună cu Compania de energie Edison a reușit să creeze cel mai mare supercondensator de grafen din lume, cu o capacitate de 10 mii (!) Faradi.
Această cifră este atât de fenomenală încât ridică îndoieli în rândul experților autohtoni - în inginerie electrică chiar și 20 de microfaradi (adică 0,02 milifaradi), aceasta este o mulțime. Nu există, însă, nicio îndoială că directorul Sunvault Energy este Bill Richardson, fostul guvernator al New Mexico și fost secretar al Energiei al SUA. Bill Richardson este un om cunoscut și respectat: a servit ca ambasador al SUA la ONU, a lucrat câțiva ani în Kissinger și McLarty și pentru succesele sale în eliberarea americanilor care au fost capturați de militanți în diferite „puncte fierbinți”, a fost chiar nominalizat la Premiul Nobel pentru Pace. În 2008, a fost unul dintre candidații Partidului Democrat la președinția Statelor Unite, dar a pierdut în fața lui Barack Obama.
Astăzi, Sunvault crește rapid, după ce a creat o societate mixtă cu Edison Power Company numită Supersunvault, iar consiliul de administrație al noii companii include nu numai oameni de știință (unul dintre directori este biochimist, altul este un oncolog întreprinzător), dar de asemenea, oameni celebri cu bun simț pentru afaceri. Observ că doar în ultimele două luni, compania a mărit de zece ori capacitatea supercondensatorilor săi - de la o mie la 10.000 Farași și promite să o mărească și mai mult, astfel încât energia acumulată în condensator să fie suficientă pentru a alimenta o casă întreagă, adică Sunvault este gata să acționeze direct un concurent al lui Elon Musk, care plănuiește să producă superbaterii de tip Powerwall cu o capacitate de aproximativ 10 kWh.
Beneficiile tehnologiei cu grafen și sfârșitul Gigafactory.
Aici trebuie să ne amintim diferența principală dintre condensatori și baterii - dacă primii se încarcă și se descarcă rapid, dar acumulează puțină energie, atunci baterii - dimpotrivă. Nota principalele avantaje ale supercondensatorilor cu grafenV.
1. Încărcare rapidă— condensatorii se încarcă de aproximativ 100-1000 de ori mai repede decât bateriile.
2. Ieftinătate: dacă bateriile convenționale litiu-ion costă aproximativ 500 USD per 1 kWh de energie acumulată, atunci un supercondensator costă doar 100 USD, iar până la sfârșitul anului creatorii promit să reducă costul la 40 USD. În ceea ce privește compoziția sa, este carbonul obișnuit - unul dintre cele mai comune elemente chimice de pe Pământ.
3. Compactitate și densitate energetică și. Noul supercondensator de grafen uimește nu numai prin capacitatea sa fantastică, care depășește mostrele cunoscute de aproximativ o mie de ori, ci și prin compactitatea sa - are dimensiunea unei cărți mici, adică de o sută de ori mai compact decât condensatorii de 1 Farad. utilizat în prezent.
4. Siguranța și respectarea mediului. Sunt mult mai sigure decât bateriile, care se încălzesc, conțin substanțe chimice periculoase și, uneori, chiar explodează Grafenul în sine este o substanță biodegradabilă, adică la soare pur și simplu se dezintegrează și nu strică mediul. Este inactiv din punct de vedere chimic și nu dăunează mediului.
5. Simplitatea noii tehnologii de producere a grafenului. Teritorii uriașe și investiții de capital, mase de muncitori, substanțe toxice și periculoase folosite în proces tehnologic bateriile litiu-ion sunt în contrast puternic cu simplitatea uimitoare a noii tehnologii. Faptul este că grafenul (adică cel mai subțire film de carbon monoatomic) este produs la Sunvault... folosind un disc CD obișnuit pe care se toarnă o porțiune dintr-o suspensie de grafit. Apoi discul este introdus într-o unitate DVD obișnuită și ars cu un laser folosind un program special - iar stratul de grafen este gata! Este raportat că această descoperire a fost făcută accidental - de către studentul Maher El-Kadi, care a lucrat în laboratorul chimistului Richard Kaner. Apoi a ars discul folosind software-ul LightScribe pentru a produce un strat de grafen.
Mai mult, așa cum a spus CEO-ul Sunvault, Gary Monahan, la o conferință de pe Wall Street, firma lucrează pentru a face acest lucru Dispozitivele de stocare a energiei cu grafen ar putea fi produse prin imprimare convențională pe o imprimantă 3D- și acest lucru va face producția lor nu numai ieftină, ci și practic universală. Și în combinație cu panourile solare ieftine (astazi costul lor a scăzut la 1,3 USD per W), supercondensatorii cu grafen vor oferi milioanelor de oameni șansa de a câștiga independență energetică prin deconectarea completă de la rețeaua de alimentare cu energie și chiar mai mult - să devină furnizori de energie electrică. ei înșiși și, prin distrugerea monopolurilor „naturale”.
Astfel, nu există nicio îndoială: grafen supercondensatorii sunt descoperire revoluționară în domeniul stocării energiei și
. Și aceasta este o veste proastă pentru Elon Musk - construcția unei fabrici în Nevada îl va costa aproximativ 5 miliarde de dolari, ceea ce ar fi greu de recuperat chiar și fără astfel de concurenți. Se pare că, în timp ce construcția fabricii din Nevada este deja în curs de desfășurare și este probabil să fie finalizată, atunci celelalte trei pe care Musk le-a planificat este puțin probabil să fie finalizate.
Intrarea pe piata? Nu de îndată ce ne-am dori.
Natura revoluționară a unei astfel de tehnologii este evidentă. Un alt lucru nu este clar - când va ajunge pe piață? Deja astăzi, proiectul voluminos și costisitor al lui Elon Musk Gigafactory cu ioni de litiu arată ca un dinozaur al industrialismului. Cu toate acestea, oricât de revoluționară, necesară și prietenoasă cu mediul ar fi o nouă tehnologie, asta nu înseamnă că va ajunge la noi într-un an sau doi. Lumea capitalului nu poate evita șocurile financiare, dar a avut destul de mult succes în a le evita pe cele tehnologice. În astfel de cazuri, intervin acorduri în culise între marii investitori și actori politici. Merită să reamintim că Sunvault este o companie situată în Canada, iar în consiliul de administrație sunt incluse persoane care, deși au legături extinse în elita politică a Statelor Unite, încă nu fac parte din nucleul său petrodolar, ceea ce sunt mai mult sau mai puțin clar lupta împotriva ea a început deja.
Ceea ce este cel mai important pentru noi este Oportunități oferite de tehnologiile energetice emergente: independență energetică
pentru țară, iar în viitor - pentru fiecare dintre cetățenii săi. Desigur, supercondensatorii cu grafen sunt mai mult o tehnologie „hibridă”, de tranziție, nu permite generarea directă de energie; tehnologii magneto-gravitaționale, care promit să schimbe complet paradigma științifică în sine și aspectul lumii întregi. În sfârșit există tehnologii financiare revolutionare, care sunt de fapt tabu de către mafia globală a petrodolarului. Totuși, aceasta este o descoperire foarte impresionantă, cu atât mai interesantă cu cât se întâmplă în „bârlogul fiarei petrodolarului” - în Statele Unite.
Cu doar șase luni în urmă am scris despre succesele italienilor în tehnologia fuziunii la rece, dar în acest timp am aflat despre tehnologia impresionantă LENR a companiei americane SolarTrends și despre descoperirea germanului Gaya-Rosch, iar acum despre adevărata tehnologie. tehnologia revoluționară a dispozitivelor de stocare cu grafen. Chiar și această scurtă listă arată că problema nu este că guvernul nostru sau orice alt guvern nu are capacitatea de a reduce facturile pe care le primim la gaz și energie electrică și nici măcar în calculul netransparent al tarifelor.
Rădăcina răului este ignoranța celor care plătesc facturile și reticența celor care le emit de a schimba ceva
. Doar pentru oamenii obișnuiți, energia este electricitate. În realitate, energia sinelui este putere.
Publicația științifică Science a raportat despre o descoperire tehnologică realizată de oamenii de știință australieni în domeniul creării de supercondensatori.
Angajații Universității Monash, cu sediul în Melbourne, au reușit să schimbe tehnologia de producție a supercondensatorilor fabricați din grafen, astfel încât produsele rezultate să fie mai atractive din punct de vedere comercial decât analogii existenți anterior.
Experții vorbesc de multă vreme despre calitățile magice ale supercondensatorilor pe bază de grafen, iar testele de laborator au demonstrat de mai multe ori în mod convingător faptul că sunt mai buni decât cei convenționali. Astfel de condensatoare cu prefixul „super” sunt așteptate de creatorii de electronice moderne, companiile de automobile și chiar constructorii de surse alternative de electricitate etc.
Ciclul de viață extrem de lung, precum și capacitatea unui supercondensator de a se încărca în cel mai scurt timp posibil, permit proiectanților să rezolve problemele cu ajutorul lor. sarcini complexe la proiectarea diverselor dispozitive. Dar până atunci, marșul triumfal al condensatoarelor cu grafen a fost blocat de energia lor specifică scăzută și... În medie, un ionistor sau un supercondensator avea un indicator de energie specific de ordinul 5–8 Wh/kg, care, pe fondul descărcării rapide, a făcut ca produsul grafen să fie dependent de necesitatea de a asigura foarte des reîncărcarea.
Angajații australieni ai Departamentului de Cercetare în Producția de Materiale din Melbourne, condus de profesorul Dan Lee, au reușit să crească de 12 ori densitatea specifică de energie a unui condensator cu grafen. Acum această cifră pentru noul condensator este de 60 W*h/kg și acesta este deja un motiv pentru a vorbi despre o revoluție tehnică în acest domeniu. Inventatorii au reușit să depășească problema descărcării rapide a supercondensatorului cu grafen, asigurându-se că acum se descarcă mai lent decât chiar și o baterie standard.
O descoperire tehnologică i-a ajutat pe oamenii de știință să obțină un rezultat atât de impresionant: au luat o peliculă adaptivă de gel de grafen și au creat un electrod foarte mic din el. Inventatorii au umplut spațiul dintre foile de grafen cu electrolit lichid, astfel încât s-a format o distanță subnanometrică între ele. Acest electrolit este prezent și în condensatoarele convenționale, unde acționează ca un conductor de electricitate. Aici a devenit nu numai un conductor, ci și un obstacol în calea contactului foilor de grafen între ele. Această mișcare a făcut posibilă obținerea unei densități mai mari a condensatorului, menținând în același timp structura poroasă.
Electrodul compact în sine a fost creat folosind o tehnologie familiară producătorilor de hârtie cu care suntem familiarizați cu toții. Această metodă Este destul de ieftin și simplu, ceea ce ne permite să fim optimiști cu privire la posibilitatea producției comerciale de noi supercondensatori.
Jurnaliştii s-au grăbit să asigure lumea că omenirea a primit un stimulent pentru a se dezvolta complet nou dispozitive electronice. Inventatorii înșiși, prin gura profesorului Lee, au promis că vor ajuta supercondensatorul cu grafen să parcurgă foarte repede calea de la laborator la fabrică.
Ne place sau nu, era mașinilor electrice se apropie în mod constant. Și în prezent, o singură tehnologie împiedică descoperirea și preluarea pieței de către vehiculele electrice, tehnologia de stocare a energiei electrice etc. În ciuda tuturor realizărilor oamenilor de știință în această direcție, cele mai multe mașini electrice și hibride au baterii litiu-ion în design, care au lor pozitive și aspecte negative, și poate oferi doar kilometrajul vehiculului cu o singură încărcare pentru o distanță scurtă, suficient doar pentru călătorii în zonele urbane. Toți principalii producători auto din lume înțeleg această problemă și caută modalități de a crește eficiența vehiculelor electrice, ceea ce va crește autonomia de rulare la o singură încărcare a bateriei.
Una dintre modalitățile de îmbunătățire a eficienței mașinilor electrice este colectarea și reutilizarea energiei care se transformă în căldură atunci când mașina frânează și când mașina se deplasează pe suprafețe denivelate. Au fost deja dezvoltate metode de returnare a unei astfel de energie, dar eficiența colectării și reutilizarii acesteia este extrem de scăzută datorită vitezei reduse de funcționare a bateriilor. Timpii de frânare sunt de obicei măsurați în secunde, ceea ce este prea rapid pentru bateriile care durează ore să se încarce. Prin urmare, pentru a acumula energie „rapidă”, sunt necesare alte abordări și dispozitive de stocare, al căror rol este cel mai probabil condensatori de mare capacitate, așa-numiții supercondensatori.
Din păcate, supercondensatorii nu sunt încă pregătiți să plece la drum, în ciuda faptului că se pot încărca și descărca rapid, capacitatea lor este încă relativ scăzută. În plus, fiabilitatea supercondensatorilor lasă, de asemenea, mult de dorit; materialele utilizate în electrozii supercondensatorilor sunt distruse în mod constant ca urmare a ciclurilor repetate de încărcare-descărcare. Și acest lucru este greu de acceptat, având în vedere faptul că pe întreaga durată de viață a unei mașini electrice, numărul de cicluri de funcționare a supercondensatorilor ar trebui să fie de multe milioane de ori.
Santhakumar Kannappan și un grup de colegi de la Institutul de Știință și Tehnologie din Gwangju, Coreea, au o soluție la problema de mai sus, a cărei bază se află unul dintre cele mai uimitoare materiale ale timpului nostru - grafenul. Cercetătorii coreeni au dezvoltat și fabricat prototipuri de supercondensatoare pe bază de grafen foarte eficiente, ai căror parametri capacitivi nu sunt inferiori celor ai bateriilor litiu-ion, dar care sunt capabili să acumuleze și să elibereze foarte rapid sarcina electrică. În plus, chiar și prototipurile de supercondensatoare cu grafen pot rezista la multe zeci de mii de cicluri de funcționare fără a-și pierde caracteristicile. 
Trucul pentru a obține rezultate atât de impresionante este obținerea unei forme speciale de grafen, care are o suprafață efectivă uriașă. Cercetătorii au făcut această formă de grafen amestecând particule de oxid de grafen cu hidrazină în apă și zdrobindu-le pe toate folosind ultrasunete. Pulberea de grafen rezultată a fost ambalată în pelete în formă de disc și uscată la o temperatură de 140 de grade Celsius și o presiune de 300 kg/cm timp de cinci ore.
Materialul rezultat s-a dovedit a fi foarte poros un gram de astfel de material de grafen are o suprafață efectivă egală cu suprafața unui teren de baschet. În plus, natura poroasă a acestui material permite lichidului electrolitic ionic EBIMF 1 M să umple complet întregul volum al materialului, ceea ce duce la creșterea capacității electrice a supercondensatorului.
Măsurătorile caracteristicilor supercondensatorilor experimentali au arătat că capacitatea lor electrică este de aproximativ 150 Faradi pe gram, densitatea de stocare a energiei este de 64 wați pe kilogram, iar densitatea curent electric egal cu 5 amperi pe gram. Toate aceste caracteristici sunt comparabile cu cele ale bateriilor litiu-ion, a căror densitate de stocare a energiei variază de la 100 la 200 de wați pe kilogram. Dar acești supercondensatori au un avantaj imens: pot încărca complet sau elibera toată încărcarea stocată în doar 16 secunde. Și acest timp este cel mai rapid timp de încărcare-descărcare până în prezent.
Acest set impresionant de caracteristici, plus tehnologia simplă de fabricație a supercondensatorilor cu grafen, ar putea justifica afirmația cercetătorilor, care au scris că „dispozitivele lor de stocare a energiei cu supercondensatori grafen sunt acum gata pentru producția de masă și ar putea apărea în generațiile viitoare de mașini electrice. ”
Un grup de oameni de știință de la Universitatea Rice au adaptat o metodă pe care au dezvoltat-o pentru a produce grafen folosind un laser pentru a face electrozi de supercondensator.
De la descoperirea sa, grafenul, o formă de carbon a cărei rețea cristalină este monoatomic groasă, a fost considerată, printre altele, o alternativă la electrozii de cărbune activat utilizați în supercondensatoare, condensatoare cu capacitate mare și curenți de scurgere mici. Dar timpul și cercetările au arătat că electrozii de grafen nu funcționează mult mai bine decât electrozii microporoși de cărbune activ, iar acest lucru a cauzat o scădere a entuziasmului și reducerea unui număr de studii.
Totuşi, electrozi de grafen au câteva avantaje incontestabile în comparație cu electrozii de carbon poros.
Supercondensatoare cu grafen poate funcționa la frecvențe mai înalte, iar flexibilitatea grafenului face posibilă crearea de dispozitive de stocare a energiei extrem de subțiri și flexibile pe baza acestuia, care sunt potrivite ideal pentru utilizarea în electronice portabile și flexibile.
Cele două avantaje menționate mai sus ale supercondensatorilor cu grafen au determinat cercetări suplimentare de către un grup de oameni de știință de la Universitatea Rice. Ei au adaptat metoda de producție a grafenului asistată cu laser pe care au dezvoltat-o pentru a face electrozi de supercondensator.
„Ceea ce am reușit să realizăm este comparabil cu micro-supercondensatorii care sunt disponibili pe piața electronică”, spune James Tour, omul de știință care a condus echipa de cercetare. „Folosind metoda noastră, putem produce supercondensatori care au orice formă spațială. Când trebuie să împachetăm electrozi de grafen într-o zonă suficient de mică, pur și simplu îi pliem ca pe o foaie de hârtie.”
Pentru a produce electrozi de grafen, oamenii de știință au folosit metoda laser(grafem indus de laser, LIG), în care un fascicul laser puternic este îndreptat către o țintă realizată dintr-un material polimeric ieftin.
Parametrii luminii laser sunt selectați în așa fel încât să ardă toate elementele din polimer, cu excepția carbonului, care se formează sub forma unui film poros de grafen. S-a demonstrat că acest grafen poros are o suprafață eficientă suficient de mare, ceea ce îl face un material ideal pentru electrozii supercondensatori.
Ceea ce face descoperirile echipei Rice University atât de convingătoare este ușurința de a produce grafen poros.
„Electrozii de grafen sunt foarte simplu de fabricat. Acest lucru nu necesită o cameră curată, iar procesul utilizează lasere industriale convenționale, care funcționează cu succes pe podelele fabricii și chiar în aer liber”, spune James Tour.
Pe lângă ușurința producției, supercondensatorii cu grafen au prezentat caracteristici foarte impresionante. Aceste dispozitive de stocare a energiei au rezistat la mii de cicluri de încărcare-descărcare fără pierderi de capacitate electrică. Mai mult, capacitatea electrică a unor astfel de supercondensatoare a rămas practic neschimbată după ce supercondensatorul flexibil a fost deformat de 8 mii de ori la rând.
„Am demonstrat că tehnologia pe care am dezvoltat-o poate produce supercondensatori subțiri și flexibili care pot deveni componente ale electronicelor flexibile sau surse de alimentare pentru electronice portabile care pot fi încorporate direct în îmbrăcăminte sau articole de zi cu zi”, a spus James Tour.
Oamenii au folosit mai întâi condensatori pentru a stoca electricitate. Apoi, când ingineria electrică a depășit experimentele de laborator, au fost inventate bateriile, care au devenit principalul mijloc de stocare a energiei electrice. Dar în începutul lui XXI secolului, se propune din nou utilizarea condensatoarelor pentru alimentarea echipamentelor electrice. Cât de posibil este acest lucru și vor deveni în sfârșit un lucru din trecut?
Motivul pentru care condensatorii au fost înlocuiți cu baterii s-a datorat cantităților semnificativ mai mari de energie electrică pe care sunt capabili să le stocheze. Un alt motiv este că în timpul descărcării tensiunea la ieșirea bateriei se modifică foarte puțin, astfel încât un stabilizator de tensiune fie nu este necesar, fie poate avea un design foarte simplu.
Principala diferență dintre condensatori și baterii este că condensatoarele stochează direct sarcina electrică, în timp ce bateriile convertesc energia electrică în energie chimică, o stochează și apoi convertesc energia chimică înapoi în energie electrică.
În timpul transformărilor energetice, o parte din ea se pierde. Prin urmare, chiar și cele mai bune baterii au o eficiență de cel mult 90%, în timp ce la condensatoare poate ajunge la 99%. Intensitatea reacțiilor chimice depinde de temperatură, astfel încât bateriile funcționează considerabil mai rău pe vreme rece decât la temperatura camerei. În plus, reacțiile chimice din baterii nu sunt complet reversibile. De aici și numărul mic de cicluri de încărcare-descărcare (de ordinul a miilor, cel mai adesea durata de viață a bateriei este de aproximativ 1000 de cicluri de încărcare-descărcare), precum și „efectul de memorie”. Să ne amintim că „efectul de memorie” este că bateria trebuie să fie întotdeauna descărcată la o anumită cantitate de energie acumulată, atunci capacitatea sa va fi maximă. Dacă, după descărcare, rămâne mai multă energie în el, atunci capacitatea bateriei va scădea treptat. „Efectul de memorie” este caracteristic pentru aproape toate tipurile de baterii produse comercial, cu excepția celor acide (inclusiv soiurile lor - gel și AGM). Deși este în general acceptat că bateriile litiu-ion și litiu-polimer nu o au, de fapt o au și ele, pur și simplu se manifestă într-o măsură mai mică decât la alte tipuri. În ceea ce privește bateriile cu acid, acestea prezintă efectul sulfatării plăcii, care provoacă daune ireversibile sursei de alimentare. Unul dintre motive este că bateria rămâne într-o stare de încărcare mai mică de 50% pentru o perioadă lungă de timp.
În ceea ce privește energia alternativă, „efectul de memorie” și sulfatarea plăcii sunt probleme serioase. Cert este că furnizarea de energie din surse precum panouri solare iar turbinele eoliene sunt greu de prezis. Ca urmare, încărcarea și descărcarea bateriilor are loc haotic, într-un mod non-optim.
Pentru ritmul modern al vieții, se dovedește a fi absolut inacceptabil ca bateriile să fie încărcate timp de câteva ore. De exemplu, cum vă imaginați că conduceți o distanță lungă într-un vehicul electric dacă o baterie descărcată vă ține blocat la punctul de încărcare timp de câteva ore? Viteza de încărcare a unei baterii este limitată de viteza proceselor chimice care au loc în ea. Puteți reduce timpul de încărcare la 1 oră, dar nu la câteva minute. În același timp, rata de încărcare a condensatorului este limitată doar de curentul maxim furnizat de încărcător.
Dezavantajele enumerate ale bateriilor au făcut să fie urgentă utilizarea condensatoarelor.
Folosind un strat dublu electric
Timp de multe decenii, condensatoarele electrolitice au avut cea mai mare capacitate. În ele, una dintre plăci era folie metalică, cealaltă era un electrolit, iar izolația dintre plăci era oxid metalic, care a acoperit folia. Pentru condensatoarele electrolitice, capacitatea poate ajunge la sutimi de farad, ceea ce nu este suficient pentru a înlocui complet bateria.
Capacitatea mare, măsurată în mii de faradi, poate fi obținută prin condensatoare bazate pe așa-numitul strat dublu electric. Principiul funcționării lor este următorul. Un strat dublu electric apare in anumite conditii la interfata substantelor in faza solida si lichida. Se formează două straturi de ioni cu sarcini de semne opuse, dar de aceeași mărime. Dacă simplificăm foarte mult situația, atunci se formează un condensator, ale cărui „plăci” sunt straturile indicate de ioni, distanța dintre care este egală cu mai mulți atomi.
Condensatorii bazați pe acest efect sunt uneori numiți ionistori. De fapt, acest termen nu se referă numai la condensatoarele în care este stocată sarcina electrică, ci și la alte dispozitive pentru stocarea energiei electrice - cu conversia parțială a energiei electrice în energie chimică împreună cu stocarea sarcinii electrice (ionistor hibrid), precum și pentru baterii pe bază de dublu strat electric (așa-numitele pseudocondensatoare). Prin urmare, termenul „supercondensatori” este mai potrivit. Uneori se folosește în schimb termenul identic „ultracondensator”.
Implementare tehnica
Supercondensatorul este format din două plăci de cărbune activ umplute cu electrolit. Între ele există o membrană care permite trecerea electrolitului, dar împiedică mișcarea fizică a particulelor de cărbune activ între plăci.
Trebuie remarcat faptul că supercondensatorii în sine nu au polaritate. Prin aceasta, ele diferă fundamental de condensatoarele electrolitice, care, de regulă, sunt caracterizate prin polaritate, nerespectarea acesteia duce la defectarea condensatorului. Cu toate acestea, polaritatea se aplică și supercondensatorilor. Acest lucru se datorează faptului că supercondensatorii părăsesc linia de asamblare din fabrică deja încărcată, iar marcajul indică polaritatea acestei încărcări.
Parametrii supercapacitorului
Capacitatea maximă a unui supercondensator individual, atinsă la momentul scrierii, este de 12.000 F. Pentru supercondensatoarele produse în masă, aceasta nu depășește 3.000 F. Tensiunea maximă admisă între plăci nu depășește 10 V. Pentru supercondensatoarele produse comercial, această cifră, de regulă, este cuprinsă între 2, 3 – 2,7 V. Tensiunea scăzută de funcționare necesită utilizarea unui convertor de tensiune cu funcție de stabilizator. Faptul este că în timpul descărcării, tensiunea de pe plăcile condensatorului se modifică într-o gamă largă. Construirea unui convertor de tensiune pentru a conecta sarcina și încărcătorul este o sarcină non-trivială. Să presupunem că trebuie să alimentați o sarcină de 60 W.
Pentru a simplifica luarea în considerare a problemei, vom neglija pierderile în convertorul de tensiune și stabilizatorul. Dacă lucrați cu o baterie obișnuită de 12 V, atunci electronica de control trebuie să poată rezista la un curent de 5 A. Astfel de dispozitive electronice sunt răspândite și ieftine. Dar o situație complet diferită apare atunci când se folosește un supercondensator, a cărui tensiune este de 2,5 V. Apoi, curentul care trece prin componente electronice convertor, poate ajunge la 24 A, ceea ce necesită noi abordări ale tehnologiei circuitelor și o bază de elemente modernă. Tocmai complexitatea construirii unui convertor și stabilizator poate explica faptul că supercondensatorii, a căror producție în serie a început în anii 70 ai secolului XX, abia acum au început să fie utilizați pe scară largă într-o varietate de domenii.
Supercondensatorii pot fi conectați la baterii folosind conexiuni în serie sau paralele. În primul caz, tensiunea maximă admisă crește. În al doilea caz - capacitatea. Creștere maximă tensiune admisibilă Acest mod este o modalitate de a rezolva problema, dar va trebui să plătiți pentru ea reducând capacitatea.
Dimensiunile supercondensatoarelor depind în mod natural de capacitatea lor. Un supercondensator tipic cu o capacitate de 3000 F este un cilindru cu un diametru de aproximativ 5 cm și o lungime de 14 cm Cu o capacitate de 10 F, un supercondensator are dimensiuni comparabile cu o unghie umană.
Supercondensatorii buni pot rezista la sute de mii de cicluri de încărcare-descărcare, depășind bateriile de aproximativ 100 de ori în acest parametru. Dar, ca și condensatorii electrolitici, supercondensatorii se confruntă cu problema îmbătrânirii din cauza scurgerii treptate a electrolitului. Pentru acum statistici complete Nu a existat o acumulare de defecțiuni ale supercondensatorilor din acest motiv, dar conform datelor indirecte, durata de viață a supercondensatorilor poate fi estimată la aproximativ 15 ani.
Energia acumulată
Cantitatea de energie stocată într-un condensator, exprimată în jouli:
unde C este capacitatea, exprimată în faradi, U este tensiunea de pe plăci, exprimată în volți.
Cantitatea de energie stocată în condensator, exprimată în kWh, este:
Prin urmare, un condensator cu o capacitate de 3000 F cu o tensiune între plăci de 2,5 V este capabil să stocheze doar 0,0026 kWh. Cum se compară asta cu, de exemplu, o baterie litiu-ion? Daca o accepti tensiune de ieșire independent de gradul de descărcare și egală cu 3,6 V, atunci cantitatea de energie 0,0026 kWh va fi stocată într-o baterie litiu-ion cu o capacitate de 0,72 Ah. Din păcate, un rezultat foarte modest.
Aplicarea supercondensatorilor
Sistemele de iluminat de urgență sunt acolo unde utilizarea supercondensatoarelor în loc de baterii face o diferență reală. De fapt, tocmai această aplicație se caracterizează prin descărcare neuniformă. În plus, este indicat ca încărcarea lampă de urgență a avut loc rapid și astfel încât sursa de alimentare de rezervă folosită în ea a avut o fiabilitate mai mare. O sursă de alimentare de rezervă bazată pe supercondensator poate fi integrată direct în Lampa LED T8. Astfel de lămpi sunt deja produse de o serie de companii chineze.
După cum sa menționat deja, dezvoltarea supercondensatorilor se datorează în mare parte interesului față de sursele alternative de energie. Dar aplicarea practică este încă limitată la lămpile LED care primesc energie de la soare.
Utilizarea supercondensatorilor pentru pornirea echipamentelor electrice se dezvoltă activ.
Supercondensatorii sunt capabili să furnizeze cantități mari de energie într-o perioadă scurtă de timp. Prin alimentarea echipamentelor electrice la pornire de la un supercondensator, sarcinile de vârf pe rețeaua de energie pot fi reduse și, în cele din urmă, marja curentului de pornire poate fi redusă, realizând economii uriașe de costuri.
Prin combinarea mai multor supercondensatori într-o baterie, putem obține o capacitate comparabilă cu bateriile utilizate în vehiculele electrice. Dar această baterie va cântări de câteva ori mai mult decât bateria, ceea ce este inacceptabil pentru vehicule. Problema poate fi rezolvată folosind supercondensatori pe bază de grafen, dar în prezent există doar ca prototipuri. Cu toate acestea, o versiune promițătoare a celebrului Yo-mobile, alimentată doar de electricitate, va folosi ca sursă de energie supercondensatori de nouă generație, care sunt dezvoltați de oamenii de știință ruși.
Supercondensatorii vor beneficia și de înlocuirea bateriilor în vehiculele convenționale pe benzină sau diesel - utilizarea lor în astfel de vehicule este deja o realitate.
Între timp, cele mai de succes dintre proiectele implementate de introducere a supercondensatorilor pot fi considerate noile troleibuze de fabricație rusă care au apărut recent pe străzile Moscovei. Când alimentarea cu tensiune a rețelei de contact este întreruptă sau când colectoarele de curent „zboară”, troleibuzul poate călători cu o viteză mică (aproximativ 15 km/h) câteva sute de metri până la un loc în care nu va interfera cu traficul. pe drum. Sursa de energie pentru astfel de manevre este o baterie de supercondensatoare.
În general, deocamdată supercondensatorii pot înlocui bateriile doar în anumite „nișe”. Dar tehnologia se dezvoltă rapid, ceea ce ne permite să ne așteptăm că, în viitorul apropiat, domeniul de aplicare al supercondensatorilor se va extinde semnificativ.
Alexei Vasiliev
De îndată ce o persoană a venit cu un cărucior autopropulsat alimentat de un motor cu abur (1768), iar mai târziu (1886) a îmbunătățit motorul la un motor cu ardere internă, șoferul avea sarcina nu numai de a direcționa caii putere în direcția corectă. , dar și punându-l la treabă.
Problema pornirii motorului a fost rezolvată diferit în momente diferite. Pentru un motor cu abur, era suficient să aprinzi un foc sub boiler, motoarele pe benzină necesitau putere musculară sau o sursă chimică de curent.
Odată cu apariția bateriilor, a apărut necesitatea menținerii și monitorizării încărcării bateriilor de pornire, mai ales iarna. Adesea, pentru a ajuta bateria standard, proprietarul mașinii trebuia să folosească o sursă de alimentare externă: un demaror de la rețea, o baterie plumb-acid de rezervă sau un produs nou. ultimii ani dispozitive de pornire compacte pe bază de polimeri de litiu.
Principala problemă a surselor de curent chimic este autodescărcarea și îmbătrânirea. Durata de viață a unei baterii clasice plumb-acid cu electrolit liber este de aproximativ 3 ani. Bateriile cu gel și AGM durează mai mult, dar nu rezistă pentru totdeauna. Chiar dacă bateria este inactivă, în ea apar procese chimice, care duc la o pierdere treptată a capacității bateriei.
Această observație este valabilă și pentru dispozitivele de pornire pe bază de baterii, de exemplu, durata medie de viață a unui starter Li-Po este de 3-5 ani, timp în care gelul conductor cu care sunt umplute bateriile se întărește și își pierde treptat proprietățile. Inginerii de proiectare caută de multă vreme o sursă de curent care să înlocuiască bateriile și să salveze proprietarii de mașini de „ puncte slabe» Baterie
Acest articol se va concentra pe condensatori. Mai exact, despre super-condensatori sau ionistori, care sunt capabili să furnizeze curenți uriași și au o serie de avantaje față de baterii. Cum să înlocuiți baterie mașini pentru asamblare din condensatoare, proiectanții nu au venit încă cu, ci ingineri de la Carku a reușit să creeze un dispozitiv capabil să ajute la pornirea unui motor de mașină, același ATOM 1750.
Principal Diferența dintre acest dispozitiv și analogii săi alimentați cu baterie este durata de viață veșnică! Dacă vorbim de dispozitive de pornire bazate pe baterii Litiu-polimer sau Plumb-acid, timpul lor de funcționare este limitat la una până la trei mii de cicluri de încărcare/descărcare. Demaroarele condensatoare oferă până la un milion de cicluri. Pentru a face o idee despre scară, să presupunem că utilizați ATOM 1750 de două ori pe zi pentru un an calendaristic. Resursa dispozitivului la o asemenea intensitate de lucru este suficientă (1.000.000: (365x2)) = 1 milion. : 730= 1369 de ani.
A doua caracteristică– lipsa de pretenții a ionistorilor. Nu sunt necesare condiții speciale pentru depozitarea dispozitivelor de pornire a condensatorului: puteți pune dispozitivul în torpedo sau sub scaunul mașinii și să vă amintiți despre asta numai atunci când bateria mașinii are nevoie de ajutor. Dispozitivul este o opțiune ideală pentru șoferii uituci. Dacă nu aveți nici timpul și nici dorința de a monitoriza nivelul bateriei, dispozitivul poate fi depozitat în siguranță în mașină, la frigul sau căldura cea mai puternică.
Al treilea plus– prezenta unei baterii cu litiu incorporata. Rezerva de energie care este stocată într-o baterie Li-Ion complet încărcată a dispozitivului cu o capacitate de 6000mAh– va putea încărca condensatorii dispozitivului pentru mai mult de 6 porniri la rând. Bateria nu este implicată în pornire și este destinată doar încărcării condensatoarelor. Aici se află musca din unguent: orice baterie se teme de descărcarea profundă. Dacă bateria rămâne mult timp fără încărcare - baterie, mai devreme sau mai târziu, va eșua. Autodescărcarea, care este inerentă într-un grad sau altul oricărei baterii, va termina o baterie descărcată. Vă reamintim că trebuie efectuată încărcarea de întreținere a unei baterii cu litiu nefolosite O dată la șase luni.
Temperaturile de depozitare ridicate și scăzute accelerează procesele de autodescărcare și degradare baterie. Temperatură capacitatea de stocare a bateriei încorporate recomandată de producător este de la 0 la + 25 C. Cu toate acestea, chiar dacă bateria standard a dispozitivului eșuează, condensatorii ATOM 1750 - alimentați de la o mașină descărcată baterie vor putea în continuare să pornească motorul mașinii.
Plus numărul patru. Posibilitatea de a încărca ionistorii dispozitivului de la o descărcare baterie mașini. Pentru a porni motorul, trebuie doar să conectați crocodilii dispozitivului la terminale " obosit» baterieși deja după 45-60 sec. – mașina va fi gata de pornire.
Mai multe detalii despre caracteristicile ATOM 1750:
Aparatul este un starter profesional. Spre deosebire de analogii Li-Po, motorul este pornit nu folosind energia stocată în baterie, ci folosind ultracondensatori puternici. Lansatorul are suficientă putere pentru a porni benzină motoare până la 5lși pentru lucrul cu diesel motoare până la 2l.
PUTERE
Un ansamblu de cinci ionistori cu o capacitate 350F fiecare, produce curenți de aprindere până la 350A, ceea ce indică o gamă largă de aplicații pentru acest dispozitiv.
Curentul mare de pornire al ATOM 1750 este susținut de o tensiune stabilă produsă de condensatori. Aparatul furnizează curentul declarat timp de 3 secunde, care este una dintre cele mai importante condiții pentru pornirea motorului.
MOBILITATE
Lansatorul cântărește 1,3 kg. Pentru comparație, un amplificator de plumb-acid cu capacități similare cântărește mai mult decât 6 kg (DRIVE 900), iar diferența de dimensiuni este și mai impresionantă.
Pe fețele laterale ale ATOM 1750 există:
Pe panoul frontal se afla:
Display (1) pentru afișarea parametrilor de funcționare, buton „Boost” (2) pentru încărcarea ionistorilor din bateria încorporată, butoane pentru aprinderea lanternei și alimentarea dispozitivului (3).
PROTECŢIE
Cablurile de alimentare utilizate pe dispozitiv sunt fire de cupru secţiune transversală 6mm2, lung 300 mm.
Unitatea inteligentă nu numai că protejează dispozitivul de pornire de inversarea polarității, scurtcircuitul și curenții generatorului invers, dar vă permite și să diagnosticați bateria mașinii în câteva minute și să afișați rezultatele testului pe afișaj.
ATOM 1750 - va spune proprietarului că bateria mașinii trebuie încărcată sau că este timpul să înlocuiți bateria cu una nouă.
Dacă, atunci când este conectat la bateria mașinii, mesajul apare pe ecran JUMP START gata– circuitul funcționează normal. Puteți porni motorul.
Inscripția " INversat» raportează conectarea incorectă a crocodililor. Ar trebui să verificați polaritatea - clema roșie trebuie conectată la borna pozitivă a bateriei, cea neagră la borna negativă.
ÎNCĂRCĂTOR
Vă rugăm să rețineți când vă conectați ATOM la sursa de curent, ultracondensatorii sunt mai întâi încărcați, apoi bateria încorporată a dispozitivului începe să se încarce.
Să ne imaginăm o situație în care nu este nimeni în jur și bateria standard a mașinii nu poate porni motorul.
Primul mod de a porni mașina folosind ATOM 175– constă în încărcarea condensatoarelor direct de la bornele unei baterii auto descărcate. După conectarea dispozitivului, așteptați să apară mesajul JUMP START gatași porniți motorul fără a scoate clemele crocodil de la borne. Timpul de încărcare pentru condensatori depinde de nivelul de descărcare a bateriei și variază de la 45 de secunde la 2,5 minute.
Doilea metoda de încărcare este prin priza brichetei. Atom 1750 poate fi conectat la rețeaua de bord folosind un adaptor special inclus în kit. Timpul de încărcare este de aproximativ 2 minute.
Treilea Sursa de energie este bateria încorporată a dispozitivului. După apăsarea butonului Boost– dispozitivul folosește energia stocată în bateria cu litiu. Timp de încărcare - 2-3 min.
Ei bine, ultima varianta de incarcare, daca nu mai sunt alte surse la indemana, va trebui sa cauti o priza. Utilizarea unei surse de alimentare de la electronice mobile ( 5V, 2A) – condensatoarele pot fi încărcate și de la rețea.
Altul Punct important. Puteți încărca Atom 1750 nu numai de la descărcat baterie, dar și din CINEVA mașină donatoare (mașini mari și mici - spectacol). Spre deosebire de „aprindere”, funcționarea de încărcare a ionistorilor ATOM 1750 este absolut sigură și nu necesită respectarea niciunei convenții, cu excepția polarității conexiunii.
PORNIREA MAȘINII
Pentru a începe să utilizați Jump Starter, proprietarul mașinii trebuie să se asigure că contactul mașinii este oprit. La conectare trebuie respectată polaritatea: cablul roșu al dispozitivului este conectat la borna pozitivă a bateriei auto, cablul negru este conectat la borna negativă.
Odată conectat, puteți începe să porniți motorul. Dacă motorul nu pornește în 3 secunde, ar trebui să încărcați din nou condensatorii și să încercați din nou.
După ce motorul a pornit, „crocodilii” trebuie îndepărtați de la bornele bateriei.
ATOM 1750 este furnizat într-o cutie de carton.
Inclus cu dispozitivul:
Cablu pentru incarcarea dispozitivului de la bricheta masinii;
Cablu USB.
Vă reamintim că una dintre condițiile pentru durata lungă de viață a dispozitivului este încărcarea în timp util a bateriei încorporate a dispozitivului, prin urmare, după fiecare pornire folosind energia bateriei, trebuie să trimiteți ATOM pentru încărcare. Pentru stocarea pe termen lung, vă recomandăm să încărcați dispozitivul la nivelul 80-90% o dată la fiecare 6 luni. Aparatul trebuie depozitat la temperaturi peste zero.
Majoritatea condensatoarelor moderne au o capacitate în microfarads sau picofarads. Capacitatea ionistorilor este calculată în Farads.
Pentru a înțelege cât de mult este aceasta, vă puteți aminti formula prin care puteți calcula capacitatea necesară în funcție de sarcină.
Unde
C - capacitate, F;
eu- D.C. evacuări, A;
U - tensiunea nominală a ionistorului, V;
t - timpul de descărcare de la Unom la zero, s;
Acum pe piață există deja ionistori cu o capacitate de zeci de Faradi.
De exemplu, există un ionistor de 5,5 volți cu o capacitate de 22 Faradi. Îl vom încărca complet și vom conecta un bec de 1 Watt (5,5 Volți 0,18 Amperi).
Total:
22 Farad = 0,18 Amperi t / 5,5 Volți
t = 672 secunde
Pe baza formulei de mai sus, becul nostru va arde timp de 672 de secunde sau 12 minute. Se pare că aceasta nu este o valoare atât de mare, dar de fapt putem folosi mai mulți ionistori simultan.
De exemplu, există supercondensatoare cu capacități mult mai mari.
De exemplu, noua mașină rusească Yo-mobile folosește condensatoare de la http://www.elton-cap.com/.
Ionistorii acestei companii ating o capacitate de 10.000 Farad la o tensiune de 1,5 Volți. De asemenea, produc celule (module) cu mai mulți ionistori cu o capacitate de 1000 Farad și o tensiune de funcționare de 15 Volți.
Din păcate, supercondensatorii au avantaje și dezavantaje.
Supercondensatorii sunt destul de scumpi și, prin urmare, nu concurează cu bateriile (acumulatoarele), deoarece condensatorii cu o capacitate egală cu capacitatea unei baterii vă vor costa mii de dolari.
Cu toate acestea, utilizarea supercondensatorilor în electronică este mai mult decât justificată.
- din păcate, tensiunea scade la contactele supercondensatoarelor pe parcursul întregului ciclu de descărcare, deci acest lucru nu este aplicabil pentru dispozitivele care necesită tensiune constantă. Este posibil să folosiți un stabilizator, dar dispozitivul va consuma mai multă energie.
- din pacate, supercondensatorul nu poate fi folosit pe deplin impreuna cu bateria. Dacă sunt conectate în paralel datorită rezistenței interne, bateria va furniza întotdeauna mai mult curent decât condensatorul.
Mai mult, dacă consumatorul folosește o sursă de alimentare comutată, în acele momente în care bateria și condensatorul sunt deconectate, bateria va încărca condensatorul, iar cu curenți mari, un mod blând pentru baterie pur și simplu nu va funcționa.
Singura cale de ieșire este să folosiți ionistorii ca sursă suplimentară de energie, adică să-i încărcați atunci când rețeaua nu este încărcată și să le eliberați complet energia în momentele potrivite, apoi conectați bateria când energia este deja epuizată.
Acest lucru complică semnificativ sistemul și, prin urmare, prețul unor astfel de dispozitive.
Cu toate acestea, acești condensatori pot fi încă utilizați eficient în sistemele de recuperare a energiei.
Număr foarte mare de cicluri de încărcare și descărcare
+ curenți mari de ieșire
+ Supercondensatorii se încarcă destul de repede (aproape instantaneu, în funcție de cât de mult curent poate furniza încărcătorul)
+ Supercondensatorii sunt mult mai mici decât condensatorii convenționali și, în același timp, au o capacitate mult mai mare.
+ interval larg de temperatură de funcționare (de la -50 la + 50 de grade Celsius)
Supercondensatorii ar putea fi viitorul, dar, din păcate, în acest moment este puțin probabil să poată înlocui complet bateriile.
Deși unele mașini înlocuiesc deja bateriile de pornire cu supercondensatori, care își îndeplinesc funcțiile mult mai eficient. În special, ele furnizează instantaneu curenți foarte mari, care sunt necesari pentru pornirea cu succes a motorului, în special pe vreme rece.
