تعلم أساسيات ultracapacitors، وظائف وتطبيقات أنها هي الأنسب.

الاتجاه الحالي Supercapacitor هو استبدال بطارية قابلة للشحن، لتوفير طريقة جديدة لتخزين الطاقة على أساس تكنولوجيا النانو.

وخلافا للبطاريات، يمكن شحن المكثفات الفائقة في غضون ثوان قليلة، يمكن أن تحمل دورة تهمة غير محدودة تقريبا. المكثفات الفائقة لديها طاقة أعلى من مكثف التقليدية IC الكثافات، مما كان استخدام البطارية القياسية والمنتجات الالكترونية مثل جهاز متصل بالشبكة مع كثافة الطاقة أقل.

وKEMET صورة اثنين من المكثفات الفائقة، FR0H224ZF (يسار) وFYD0H223ZF (R)، التي قدمتها ديجي مفتاح

نظريا يمكن استبدال البطارية مع سوبر مكثف، ولكن استبدال كامل حزمة بطارية يتطلب الكثير من بطارية. ومع ذلك، مع التطور المطرد للultracapacitors العديد من الأسواق التطبيق (على سبيل المثال صناعة السيارات) في كسب اهتمام، فإنه يفتح آفاقا جديدة للتواصل تخزين الطاقة وغيرها من الصناعات الناشئة.

ما هو مكثف السوبر؟

Ultracapacitors (يشار إليها أحيانا باسم SC) قادر على تخزين سريع وإمدادات الكهرباء عالية الطاقة، وعدد كبير من دورات (تصل إلى عدة ملايين من الدورات) والكهروكيميائية تدهور أداء الجهاز لا يتم عرضها.

أبسط المكثفات الفائقة يتكون أساسا من قطبين والمنحل بالكهرباء حيث التكوين. الهجمة التخلص منها في واجهة القطب / المنحل بالكهرباء، وليس عمليات الأكسدة الكيميائية. نظرا لتراكم العمليات الفيزيائية محدودة، يجب أن يكون مادة مساحة كبيرة لجمع عدد من التهم الموجهة إليه.

المكثفات الفائقة طبقة مزدوجة مكثف وجود حد الجهد المنخفض ولكن مع قدرة عالية جدا. مقارنة مع مكثف، مكثف السوبر وجود مساحة أكبر لتخزين المزيد من تهمة، فاراد الروافد مكثف (F) مجموعة، وأنها تخزين المزيد من الطاقة من مكثف كهربائيا. لديهم انخفاض التسرب الحالي، الذي ينطبق على 1.8V - 2.5V العديد من التطبيقات ضمن نطاق العمل. الحياة سوبر مكثف 10 - 20 سنة، ولكن حول 8--10 سنوات، والقدرة يمكن أن تخفض من 100 إلى 80.

بسبب وجود انخفاض يعادل سلسلة المقاومة (ESR)، ويمكن توفير مستوى عال من المكثفات الفائقة الحمل الحالي وشحن سريع. MEMS الصغيرة supercapacitor جهاز مماثل، يمكن أن تحمل تكرار الانحناء، وبالتالي مناسبة للتطبيقات مرنة. هذا الجهاز هو مثالية لتطبيقات ويمكن ارتداؤها الشبكات. نحن نعمل على تطوير مرنة الصلبة الصغيرة supercapacitor الزجاج والسيليكون، والورق والورق المقوى.

عندما يتم تطبيق الجهد على مكثف عظمى، منفصلين طبقة توليد المسؤول على السطح، والمسافة التي هي أصغر من مسافة مكثف التقليدية. هذا ويشار عادة باسم فائقة والمكثفات، وطبقة مزدوجة مكثف EDLC من الأسباب.

مقارنة مكثف السوبر ومكثف المرجعية. صور من FAIRPRICE إلكترونيات، من ماكسويل

سوبر المكثفات وبطاريات ما هو الفرق؟

وقد بطارية طويلة النموذج الرئيسي لتخزين الطاقة. كيفية التغلب على أنها مكثف، حتى لو كان مكثف "السوبر"؟

أولا، القدرة على شحن البطارية فقدت تدريجيا، ومكثف تقدم غير محدود تقريبا من الشحن والتفريغ.

ثانيا، مقارنة مع البطارية، مكثف وجود مقاومة داخلية منخفضة جدا. ويمكن أن تقدم المزيد من السلطة لحظية من البطارية.

لأشياء (في تقنيات عمليات) تطبيق جود آلية إمدادات الطاقة، مثل قدرة قوية على ربط لرقاقة جهاز تخزين الطاقة يعتبر شرطا أساسيا. الدقيقة المكثفات الفائقة والبطاريات هي أداتين لتلبية هذه الاحتياجات.

كثافة الطاقة وكثافة الطاقة من أربعة أنواع من التكنولوجيا تخزين الطاقة. صور من المجلة الدولية للعلوم والهندسة، المجلد 4، العدد 8، أغسطس 2013583

وبالإضافة إلى ذلك تقريبا جميع السيارات الكهربائية والبطاريات الليثيوم أيون تقريبا جميع الأجهزة الإلكترونية المحمولة الحديثة تعمل بالطاقة. البطارية، والشحن والتفريغ للبطارية بطيئة وربما يتم تخفيض المجمع مع مرور الوقت، مما أدى إلى انخفاض كثافة الطاقة وسعة التخزين.

سوبر تخزين الطاقة مكثف باستخدام آليات مختلفة. Supercapacitor والطاقة كهرباء المخزنة في سطح المادة، لا تنطوي على تفاعل كيميائي. العيب الرئيسي هو انخفاض مكثف سوبر مقارنة مع كثافة الطاقة البطارية. وعلاوة على ذلك، والمواد ultracapacitor تكلفة (مثل الجرافين) يتجاوز عموما تكلفة المواد المستخدمة لتصنيع البطارية.

تطبيقات مكثف السوبر

المكثفات الفائقة قد جمع الحل استخدامها جنبا إلى جنب مع الطاقة في مساحة التركيب صغيرة. كما أنها تستخدم إمدادات الطاقة المساعدة عند ذروة الانتاج، يمكنك تقليل حجم وتحسين الأداء العام للامدادات الطاقة.

وهنا بعض التطبيقات الممكنة من المكثفات الفائقة:

• انقطاع التيار الكهربائي الذاكرة الاحتياطية، وتخزين البيانات: يمكن أن تكون متكاملة مكثف السوبر في الالكترونيات الاستهلاكية، ومعدات تكنولوجيا المعلومات، ونظام الاتصالات، وذلك لمحتويات الذاكرة حمايتها. التطبيقات ذات الصلة هي الداخلي النسخ الاحتياطي امدادات الطاقة. المكثفات الفائقة كقوة احتياطية على المدى القصير أو استبدال البطارية.

• السيارة الكهربائية: سيارة كهربائية محدودة دورة تهمة / التفريغ، والآثار مثل كثافة طاقة منخفضة والاعتماد ارتفاع في درجة الحرارة من وقت الشحن من الحد التمديد. Supercapacitor يتغلب على هذه القيود، على الرغم من أن لديهم أقل تكلفة وأعلى كثافة الطاقة. مزيج من أجهزة التخزين قد يكون الحل المفضل. زيادة التسارع والمكثفات الفائقة والأجهزة عالية الطاقة لتلبية حاد أو جهد المتعلقة متطلبات حمل الذروة. وعلاوة على ذلك، المكثفات الفائقة يمكن استخدامها لICfans نظام الكبح التجدد.

• تطبيقات الطاقة المتجددة: تطبيقات الشمسية الضوئية، فمن الضروري استبدال البطارية كل 3-7 سنوات، لأنها سهلة لارتداء. استخدام المكثفات الفائقة يمكن القضاء على الحاجة إلى صيانة متكررة واستبدال. وعلاوة على ذلك، وكفاءة الطاقة هي أحد الجوانب الرئيسية لوضع إنتاج الطاقة المتجددة، سوبر مكثف يسلك كفاءة أعلى الشحن من بطارية.

استنتاج

سوبر تخزين الطاقة مكثف هو التكنولوجيا الناشئة التي يمكن أن تصبح جزءا هاما من العديد من الأنظمة الإلكترونية. بطاريات ليثيوم أيون ناجحة جدا، ولكن كثافة الطاقة والجانب دورات تهمة / التفريغ، فإنها لا يمكن أبدا أن تتنافس مع مكثف عظمى.