Supercondensatorii pot fi numiți cea mai strălucitoare dezvoltare din ultimii ani. În comparație cu condensatoarele convenționale, cu aceleași dimensiuni, acestea diferă ca capacitate cu trei ordine de mărime. Pentru aceasta, condensatorii și-au primit prefixul - „super”. Ele pot elibera cantități enorme de energie într-o perioadă scurtă de timp.
Sunt disponibile în diferite dimensiuni și forme: de la cele foarte mici, care se montează pe suprafața dispozitivelor, nu mai mari de o monedă, până la cele cilindrice și prismatice foarte mari. Scopul lor principal este de a duplica sursa principală (bateria) în cazul unei căderi de tensiune.
Sistemele electronice și electrice moderne, consumatoare de energie, impun cerințe mari asupra surselor de alimentare. Echipamentele emergente (de la camere digitale la dispozitive electronice portabile și transmisii pentru vehicule electrice) trebuie să stocheze și să furnizeze energia necesară.
Dezvoltatorii moderni rezolvă această problemă în două moduri:
- Folosind o baterie capabilă să furnizeze un impuls de curent ridicat
- Prin conectarea în paralel la baterie ca asigurare pentru supercondensatoare, de ex. soluție „hibridă”.
În acest din urmă caz, supercondensatorul acționează ca o sursă de energie atunci când tensiunea bateriei scade. Acest lucru se datorează faptului că bateriile au o densitate mare de energie și o densitate scăzută de putere, în timp ce supercondensatorii, dimpotrivă, se caracterizează prin densitate scăzută de energie, dar densitate mare de putere, adică ele furnizează curent de descărcare sarcinii. Prin conectarea unui supercondensator în paralel cu bateria, îl puteți utiliza mai eficient și, prin urmare, îi puteți prelungi durata de viață.
Unde se folosesc supercondensatorii?
Video: Testarea unui supercondensator 116.6F 15V (6* 700F 2.5V), în locul unei baterii de pornire într-o mașină
În sistemele electronice auto sunt folosite pentru pornirea motoarelor., reducând astfel sarcina bateriei. De asemenea, fac posibilă reducerea greutății prin reducerea schemelor de cablare. Ele sunt utilizate pe scară largă în mașinile hibride, unde generatorul este controlat de motorul cu ardere internă, iar un motor electric (sau motoare) conduc mașina, de exemplu. Supercondensatorul (cache-ul de energie) este folosit ca sursă de curent în timpul accelerației și mișcării și este „reîncărcat” în timpul frânării. Utilizarea lor este promițătoare nu numai în mașinile de pasageri, ci și în transportul urban, deoarece noul tip de condensatoare face posibilă reducerea consumului de combustibil cu 50% și reducerea emisiilor de gaze nocive în mediu cu 90%.
Încă nu pot înlocui complet bateria supercondenstorului, dar este doar o chestiune de timp. Folosirea unui supercondensator în loc de baterie nu este deloc fantastică. Dacă nanotehnologii de la Universitatea QUT urmează calea cea bună, atunci în viitorul apropiat acest lucru va deveni realitate. Panourile caroseriei care conțin cea mai recentă generație de supercondensatori vor putea acționa ca baterii. Angajații acestei universități au reușit să combine avantajele bateriilor litiu-ion și ale supercondensatorilor într-un dispozitiv nou. Noul supercondensator subțire, ușor și puternic este format din electrozi de carbon cu un electrolit situat între ei. Noul produs, potrivit oamenilor de știință, poate fi instalat oriunde în corp.
Datorită cuplului mare (cuplul de pornire), acestea pot îmbunătăți caracteristicile de pornire la temperaturi scăzute și pot extinde capacitățile sistemului de alimentare acum. Oportunitatea utilizării lor în sistemul de alimentare se explică prin faptul că timpul lor de încărcare/descărcare este de 5-60 de secunde. În plus, ele pot fi utilizate în sistemul de distribuție al unor dispozitive ale mașinii: solenoizi, sisteme de reglare a încuietorilor ușilor și pozițiile geamurilor.
Supercondensator DIY
Puteți face un supercondensator cu propriile mâini. Deoarece designul său constă dintr-un electrolit și electrozi, trebuie să decideți asupra materialului pentru acestea. Cuprul, oțelul inoxidabil sau alama sunt destul de potrivite pentru electrozi. Puteți lua, de exemplu, monede vechi de cinci copeci. Veți avea nevoie și de pudră de carbon (puteți cumpăra cărbune activ de la farmacie și măcinați). Apa obișnuită va funcționa ca un electrolit, în care trebuie să dizolvați sarea de masă (100:25). Soluția se amestecă cu pulbere de cărbune pentru a forma o consistență de chit. Acum trebuie aplicat într-un strat de câțiva milimetri pe ambii electrozi.
Tot ce rămâne este să alegeți o garnitură care să separe electrozii, prin porii cărora electrolitul va trece liber, dar pulberea de carbon va fi reținută. Fibra de sticlă sau cauciucul spumă sunt potrivite pentru aceste scopuri.
Electrozi – 1,5; acoperire cu carbon-electrolit – 2,4; garnitura - 3.
Puteți folosi o cutie de plastic ca carcasă, având anterior găuri în ea pentru firele lipite la electrozi. După ce au conectat firele la baterie, așteptăm ca designul „ionix” să se încarce, numit așa deoarece pe electrozi ar trebui să se formeze concentrații diferite de ioni. Este mai ușor să verificați încărcarea folosind un voltmetru.
Există și alte moduri. De exemplu, folosind hârtie de tablă (folie de staniu - înveliș de ciocolată), bucăți de tablă și hârtie cerată, pe care le puteți face singur tăind și scufundând benzi de hârtie absorbantă în parafină topită, dar nu fierbinte, timp de câteva minute. Lățimea benzilor ar trebui să fie de cincizeci de milimetri și lungimea de la două sute la trei sute de milimetri. După ce ați îndepărtat benzile din parafină, trebuie să răzuiți parafina cu partea contonată a unui cuțit.
Hârtia înmuiată cu parafină este pliată într-o formă de acordeon (ca în imagine). Pe ambele părți, în goluri sunt introduse foi de staniol, care corespund unei dimensiuni de 45x30 milimetri. După ce a pregătit astfel piesa de prelucrat, aceasta este pliată și apoi călcată cu un fier de călcat cald. Capetele staniolului rămase sunt conectate între ele din exterior. Pentru aceasta, puteți folosi plăci de carton și plăci de alamă cu cleme de tablă, la care conductoarele sunt ulterior lipite, astfel încât condensatorul să poată fi lipit în timpul instalării.
Capacitatea condensatorului depinde de numărul de frunze de staniol. Este egal, de exemplu, cu o mie de picofarade atunci când se folosesc zece astfel de foi și două mii dacă numărul lor este dublat. Această tehnologie este potrivită pentru fabricarea de condensatoare cu o capacitate de până la cinci mii de picofarads.
Dacă este nevoie de o capacitate mare, atunci trebuie să aveți un vechi condensator de hârtie microfarad, care este o rolă de bandă constând din benzi de hârtie cerată, între care este așezată o bandă de folie de staniol.
Pentru a determina lungimea benzilor, utilizați formula:
l = 0,014 C/a, unde capacitatea condensatorului necesar în pF este C; lățimea dungilor în cm – a: lungimea în cm – 1.
După desfășurarea benzilor de lungimea necesară din vechiul condensator, tăiați folia de 10 mm pe toate părțile pentru a preveni conectarea plăcilor condensatorului între ele.
Banda trebuie înfășurată din nou, dar mai întâi prin lipirea firelor înțepenite pe fiecare bandă de folie. Structura este acoperită cu hârtie groasă deasupra, iar două fire de montare (dure) sunt sigilate pe marginile hârtiei care ies, la care cablurile de la condensator sunt lipite pe interiorul manșonului de hârtie (vezi figura). Ultimul pas este umplerea structurii cu parafină.
Avantajele supercondensatoarelor de carbon
Deoarece marșul vehiculelor electrice de pe glob nu poate fi ignorat astăzi, oamenii de știință lucrează la problema legată de cea mai rapidă încărcare a acestora. Apar multe idei, dar doar câteva sunt puse în practică. În China, de exemplu, o rută neobișnuită de transport urban a fost lansată în orașul Ningbo. Autobuzul care circulă pe el este alimentat de un motor electric, dar durează doar zece secunde pentru a se încărca. Pe el parcurge cinci kilometri si din nou, in timpul debarcarii/preluarii pasagerilor, reuseste sa se reincarce.
Acest lucru a devenit posibil datorită utilizării unui nou tip de condensatoare - carbon.
Condensatoare de carbon Ele pot rezista la aproximativ un milion de cicluri de reîncărcare și funcționează perfect în intervalul de temperatură de la minus patruzeci la plus șaizeci și cinci de grade. Ele returnează până la 80% din energie prin recuperare.
Au inaugurat o nouă eră în gestionarea energiei, reducând timpii de descărcare și încărcare la nanosecunde și reducând greutatea vehiculului. La aceste avantaje putem adăuga costuri reduse, deoarece metalele din pământuri rare și respectarea mediului nu sunt utilizate în producție.
Un supercondensator sau un ionistor este un dispozitiv pentru stocarea maselor de energie; acumularea de sarcină are loc la limita dintre electrod și electrolit. Volumul de energie utilă este stocat ca o sarcină de tip static. Procesul de acumulare se reduce la interacțiunea cu o tensiune constantă atunci când ionistorul primește o diferență de potențial peste plăcile sale. Implementarea tehnologică, precum și însăși ideea de a crea astfel de dispozitive, au apărut relativ recent, dar au reușit să primească o utilizare experimentală pentru a rezolva un anumit număr de probleme. Piesa poate înlocui sursele de curent de origine chimică, fiind o rezervă sau principalul mijloc de alimentare cu energie în ceasuri, calculatoare și diverse microcircuite.
Designul elementar al unui condensator constă dintr-o placă, al cărei material este folie, delimitată de o substanță de separare uscată. Ionistorul este format dintr-un număr de condensatori cu un încărcător de tip electrochimic. Pentru producerea acestuia se folosesc electroliți speciali. Acoperirile pot fi de mai multe soiuri. Cărbunele activat este utilizat pentru fabricarea de căptușeli la scară largă. De asemenea, pot fi utilizați oxizi metalici și materiale polimerice cu conductivitate ridicată. Pentru a obține densitatea capacitivă necesară, se recomandă utilizarea materialelor de carbon foarte poroase. În plus, această abordare vă permite să faceți un ionistor la un cost impresionant de scăzut. Astfel de piese aparțin categoriei condensatoarelor DLC, care acumulează sarcina într-un compartiment dublu format pe placă.
Soluția de proiectare, atunci când ionistorul este combinat cu o bază de electrolit de apă, se caracterizează prin rezistența scăzută a elementelor interne, în timp ce tensiunea de încărcare este limitată la 1 V. Utilizarea conductorilor organici garantează niveluri de tensiune de aproximativ 2...3 V și rezistență crescută.
Circuitele electronice funcționează cu cerințe mai mari de energie. Soluția la această problemă este creșterea numărului de puncte de alimentare utilizate. Ionistorul este instalat nu doar unul, ci într-o cantitate de 3-4 bucăți, oferind cantitatea necesară de încărcare.
În comparație cu o baterie nichel-hidrură metalică, ionistorul este capabil să conțină o zecime din rezerva de energie, în timp ce tensiunea sa scade liniar, excluzând zonele de descărcare plană. Acești factori afectează capacitatea de a reține complet sarcina în ionistor. Nivelul de încărcare depinde direct de scopul tehnologic al elementului.
Destul de des, un ionistor este folosit pentru alimentarea cipurilor de memorie și este inclus în circuitele de filtrare și filtrele de netezire. Ele pot fi, de asemenea, combinate cu baterii de diferite tipuri pentru a combate consecințele creșterilor bruște de curent: atunci când este furnizat un curent scăzut, ionistorul este reîncărcat, altfel eliberează o parte din energie, reducând astfel sarcina totală.
O lingură de cărbune activat de la o farmacie, câteva picături de apă cu sare, o farfurie de tablă și un borcan de plastic cu film fotografic. Este suficient de făcut Ionistor DIY, un condensator electric a cărui capacitate este aproximativ egală cu capacitatea electrică ... a globului. Borcan de Leyden.
Este posibil ca unul dintre ziarele americane să fi scris despre tocmai un astfel de dispozitiv în 1777: „... Dr. Franklin a inventat o mașină de mărimea unei cutii de scobitori, capabilă să transforme Catedrala Sf. Paul din Londra într-o mână de cenușă. ” Cu toate acestea, primul lucru.
Omenirea folosește electricitatea de puțin peste două secole, dar fenomenele electrice sunt cunoscute oamenilor de mii de ani și nu au o semnificație practică de mult timp. Abia la începutul secolului al XVIII-lea, când știința a devenit un divertisment la modă, omul de știință german Otto von Guericke a creat o mașină „electroforică” special pentru efectuarea de experimente publice, cu ajutorul căreia a primit energie electrică în cantități nemaivăzute până acum.
Aparatul era alcătuit dintr-o minge de sticlă, de care se freca o bucată de piele în timp ce se învârtea. Efectul muncii ei a fost grozav: scântei trosneau, forțele electrice invizibile smulgeau șalurile doamnelor și făceau părul pe cap. Publicul a fost deosebit de surprins de capacitatea corpurilor de a acumula sarcini electrice.
În 1745, fizicianul olandez din Leiden Pieter van Musschenbroek (1692 - 1761) a turnat apă într-un borcan de sticlă, a pus înăuntru o bucată de sârmă, ca o floare într-o vază, și, strângând-o cu grijă cu palmele, a adus-o la aparat electrofor. Sticla a colectat atât de multă electricitate încât o scânteie strălucitoare a zburat din bucățică de sârmă cu un „vuiet asurzitor”. Data viitoare când omul de știință a atins firul cu degetul, a primit o lovitură din care și-a pierdut cunoștința; Dacă nu ar fi fost asistentul Kuneus, care a sosit la timp, problema s-ar fi putut termina cu tristețe.
Astfel, a fost creat un dispozitiv care ar putea acumula de milioane de ori mai multă încărcare decât orice corp cunoscut la acea vreme. Se numea „borcanul Leyden”. Era un fel de condensator, una dintre plăcile căruia erau palmele experimentatorului, dielectricul erau pereți de sticlă, iar a doua placă era apă.
Vestea invenției s-a răspândit în toată Europa iluminată. Borcanul din Leyden a fost folosit imediat pentru a-l educa pe regele francez Ludovic al XV-lea. Au început spectacolele. Într-unul dintre experimentele rămase în istorie, un curent electric a fost trecut printr-un lanț de paznici care se țineau de mână. Când a lovit descărcarea electrică, toți au sărit în sus ca unul singur, de parcă ar fi fost pe cale să mărșăluiască în aer. Într-un alt experiment, curentul a fost trecut printr-un lanț de 700 de călugări...
Experimentele cu borcanul Leyden în America au luat o direcție mai practică. În 1747, au fost începute de unul dintre fondatorii Statelor Unite, deja menționatul Benjamin Franklin. I-a venit ideea de a înveli borcanul în folie de tablă, iar capacitatea acestuia a crescut de multe ori, iar munca a devenit mai sigură. În experimente cu acesta, Franklin a demonstrat că o descărcare electrică poate genera căldură și poate ridica coloana de mercur într-un termometru. Și prin înlocuirea borcanului cu o placă de sticlă acoperită cu folie de tablă, Franklin a primit un condensator plat, de multe ori mai ușor decât chiar și borcanul Leyden pe care l-a îmbunătățit.
Istoria tace despre un dispozitiv capabil să stocheze atât de multă energie încât, după cum scria ziarul, ar putea fi folosit pentru a „transforma Catedrala Sf. Paul într-un morman de cenușă”, dar asta nu înseamnă că B. Franklin nu a putut să o creeze. .
Și aici este momentul să te întorci la cum să faci Ionistor DIY. Dacă v-ați aprovizionat cu tot ce aveți nevoie, coborâți placa de tablă pe fundul cutiei de film, după ce lipiți o bucată de sârmă izolată pe aceasta. Puneți deasupra un tampon de hârtie de filtru, turnați pe el un strat de cărbune activ și, după ce turnați apă cu sare, acoperiți „sandvișul” cu un alt electrod.
Diagrama de funcționare a ionistorului.
Ai un condensator electrochimic - ionistor. Este interesant pentru că în porii particulelor de cărbune activ apare un așa-numit strat dublu electric - două straturi de sarcini electrice de semne diferite situate aproape una de alta, adică un fel de condensator electrochimic. Distanța dintre straturi este calculată în angstrom (1 angstrom - 10-9 m). Și capacitatea unui condensator, după cum se știe, cu atât mai mare este mai mică distanța dintre plăci.
Datorită acestui fapt, rezerva de energie pe unitatea de volum din stratul dublu este mai mare decât cea a celui mai puternic exploziv. Acest Borcan de Leyden!
Ionistorul funcționează după cum urmează. În absența tensiunii externe, capacitatea sa este neglijabilă. Dar sub influența tensiunii aplicate polilor condensatorului, straturile adiacente de cărbune sunt încărcate. Ionii de semn opus din soluție se grăbesc către particulele de cărbune și formează un strat electric dublu pe suprafața lor.
Condensator electrochimic industrial (ionistor). Carcasa metalică de mărimea unui buton adăpostește două straturi de cărbune activ, separate printr-o garnitură poroasă.
Schema cum se face Ionistor DIY.
Diagrama unui ionistor de casă realizat dintr-un borcan de plastic și cărbune activ:
1 - electrod superior;
2 - fire de conectare;
3,5 - straturi de cărbune activ umed;
4 - garnitură de separare poroasă;
6 - electrod inferior;
7 - corp.
Dacă o sarcină este conectată la polii condensatorului, atunci sarcini opuse de pe suprafața interioară a particulelor de cărbune vor rula de-a lungul firelor una spre cealaltă, iar ionii aflați în porii lor vor ieși.
Asta e tot. acum înțelegi cum să faci Ionistor DIY.
Ionistorii moderni au o capacitate de zeci și sute de farazi. Când sunt descărcate, sunt capabile să dezvolte o putere mare și sunt foarte durabile. În ceea ce privește rezerva de energie pe unitate de masă și unitate de volum, ionistorii sunt încă inferiori bateriilor. Dar dacă înlocuiți cărbunele activ cu cele mai subțiri nanotuburi de carbon sau altă substanță conductoare de electricitate, intensitatea energetică a ionistorului poate deveni fantastic de mare.
Benjamin Franklin a trăit într-o perioadă în care nanotehnologia nici nu era gândită, dar asta nu înseamnă că nu a fost folosită. După cum a raportat Robert Curie, câștigătorul Premiului Nobel pentru chimie, când fabricau lame din oțel Damasc, meșterii antici, fără să știe, foloseau metode nanotehnologiei. Oțelul damasc antic a rămas întotdeauna ascuțit și durabil datorită compoziției speciale a carbonului din structura metalică.
Un fel de nanomateriale, cum ar fi tulpinile de plante carbonizate care conțin nanotuburi, ar putea fi folosite de Franklin pentru a crea un supercondensator. Câți dintre voi înțelegeți ce este? Borcan de Leyden, și cine va încerca să o facă?
Un ionistor este un condensator ale cărui plăci sunt un strat electric dublu între electrod și electrolit. Un alt nume pentru acest dispozitiv este supercondensator, ultracapacitor, condensator electrochimic cu două straturi sau ionix. Are o capacitate mare, ceea ce îi permite să fie folosit ca sursă de curent.
Dispozitiv cu supercondensator
Principiul de funcționare al unui ionistor este similar cu un condensator convențional, dar aceste dispozitive diferă în ceea ce privește materialele utilizate. Materialele poroase sunt folosite ca căptușeli în astfel de elemente - cărbune activ, care este un bun conductor, sau metale spumate. Acest lucru face posibilă creșterea zonei lor de multe ori și, deoarece capacitatea condensatorului este direct proporțională cu aria electrozilor, crește în aceeași măsură. În plus, un electrolit este folosit ca dielectric, ca în condensatoarele electrolitice, ceea ce reduce distanța dintre plăci și crește capacitatea. Cei mai comuni parametri sunt câțiva faradi la o tensiune de 5-10V.
Tipuri de ionistori
Există mai multe tipuri de astfel de dispozitive:
- Cu electrozi de carbon activ perfect polarizabili. Reacțiile electrochimice nu apar în astfel de elemente. Ca electrolit se folosesc soluții apoase de hidroxid de sodiu (30% KOH), acid sulfuric (38% H2SO4) sau electroliți organici;
- Un electrod de cărbune activ perfect polarizabil este folosit ca o singură placă. Al doilea electrod este slab sau nepolarizabil (anod sau catod, în funcție de proiect);
- Pseudocondensatori. În aceste dispozitive, pe suprafața plăcilor apar reacții electrochimice reversibile. Au o capacitate mare.
Avantajele și dezavantajele ionistorilor
Astfel de dispozitive sunt folosite în locul bateriilor sau acumulatorilor. În comparație cu acestea, astfel de elemente au avantaje și dezavantaje.
Dezavantajele supercondensatoarelor:
- curent de descărcare scăzut în elementele comune, iar modelele fără acest dezavantaj sunt foarte scumpe;
- tensiunea la ieșirea dispozitivului scade în timpul descărcării;
- în cazul unui scurtcircuit în elemente de mare capacitate cu rezistență internă scăzută, contactele se ard;
- tensiune redusă admisă și rata de descărcare în comparație cu condensatoarele convenționale;
- curent de autodescărcare mai mare decât la baterii.
Avantajele ultracondensatorilor:
- viteză, curent de încărcare și descărcare mai mare decât la baterii;
- durabilitate - la testare după 100.000 de cicluri de încărcare/descărcare, nu s-a observat nicio deteriorare a parametrilor;
- rezistență internă ridicată în majoritatea modelelor, prevenind autodescărcarea și defecțiunea în timpul unui scurtcircuit;
- durată lungă de viață;
- mai puțin volum și greutate;
- bipolaritate - producătorul marchează „+” și „-“, dar aceasta este polaritatea sarcinii aplicate în timpul testelor de producție;
- gamă largă de temperaturi de funcționare și rezistență la suprasarcini mecanice.
Densitatea energiei
Capacitatea de a stoca energie în supercondensatoare este de 8 ori mai mică decât cea a bateriilor cu plumb și de 25 de ori mai mică decât a bateriilor cu litiu. Densitatea de energie depinde de rezistența internă: cu cât este mai mică, cu atât este mai mare capacitatea energetică specifică a dispozitivului. Evoluțiile recente ale oamenilor de știință fac posibilă crearea unor elemente a căror capacitate de a stoca energie este comparabilă cu bateriile cu plumb.
În 2008, în India a fost creat un ionistor, în care plăcile erau făcute din grafen. Intensitatea energetică a acestui element este de 32 (Wh)/kg. Spre comparație, capacitatea energetică a bateriilor auto este de 30-40 (Wh)/kg. Încărcarea accelerată a acestor dispozitive le permite să fie utilizate în vehicule electrice.
În 2011, designerii coreeni au creat un dispozitiv în care, pe lângă grafen, se folosea azot. Acest element a furnizat dublul intensității energetice specifice.
Referinţă. Grafenul este un strat de carbon, grosime de 1 atom.
Aplicarea ionistorilor
Proprietățile electrice ale supercondensatorilor sunt utilizate în diferite domenii ale tehnologiei.
Transport public
Autobuzele electrice, care folosesc ionistori în loc de baterii, sunt produse de Hyundai Motor, Trolza, Belkommunmash și alții.
Aceste autobuze sunt similare structural cu troleibuzele fără bare și nu necesită o rețea de contact. Acestea sunt reîncărcate la opriri în timp ce pasagerii debarcă și se îmbarcă sau la punctele de capăt ale rutei în 5-10 minute.
Troleibuzele echipate cu ionistori sunt capabile să ocolească liniile de contact întrerupte și ambuteiajele și nu necesită fire în depozite și parcări la punctele de capăt ale traseului.
Mașini electrice
Principala problemă a vehiculelor electrice este timpul lung de încărcare. Un ultracondensator cu un curent de încărcare mare și un timp scurt de încărcare permite reîncărcarea în timpul opririlor scurte.
În Rusia, a fost dezvoltat un Yo-mobile care folosește ca baterie un ionistor special creat.
În plus, instalarea unui supercondensator în paralel cu bateria vă permite să creșteți curentul consumat de motorul electric în timpul pornirii și accelerației. Acest sistem este folosit în KERS, în mașinile de Formula 1.
Electronice de consum
Aceste dispozitive sunt utilizate în blițurile foto și în alte dispozitive în care capacitatea de a încărca și descărca rapid este mai importantă decât dimensiunea și greutatea dispozitivului. De exemplu, detectorul de cancer se încarcă în 2,5 minute și funcționează timp de 1 minut. Acest lucru este suficient pentru a efectua cercetări și a preveni situațiile în care dispozitivul este inoperabil din cauza bateriilor descărcate.
In magazinele auto poti achizitiona ionistori cu o capacitate de 1 farad pentru utilizare in paralel cu radioul auto. Ele netezesc fluctuațiile de tensiune în timpul pornirii motorului.
Ionistor DIY
Dacă doriți, puteți face un supercondensator cu propriile mâini. Un astfel de dispozitiv va avea parametri mai răi și nu va dura mult timp (până când electrolitul se usucă), dar va da o idee despre funcționarea unor astfel de dispozitive în general.
Pentru a face un ionistor cu propriile mâini, aveți nevoie de:
- folie de cupru sau aluminiu;
- sare;
- cărbune activ de la o farmacie;
- lână de bumbac;
- fire flexibile pentru cabluri;
- cutie de plastic pentru carcasă.
Procedura de fabricație pentru un ultracondensator este următoarea:
- tăiați două bucăți de folie atât de mari încât să încapă pe fundul cutiei;
- lipiți firele pe folie;
- umeziți cărbunele cu apă, măcinați în pulbere și uscați;
- preparați o soluție de sare 25%;
- amestecați pulberea de cărbune cu soluție salină până la o pastă;
- umeziți vata cu soluție de sare;
- aplica pasta intr-un strat subtire, uniform pe folie;
- faceți un „sandviș”: folie cu cărbune în sus, un strat subțire de vată, folie cu cărbune în jos;
- puneți structura în cutie.
Tensiunea permisă a unui astfel de dispozitiv este de 0,5 V. Când este depășită, începe procesul de electroliză, iar ionistorul se transformă într-o baterie cu gaz.
Interesant. Dacă asamblați mai multe astfel de structuri, tensiunea de funcționare va crește, dar capacitatea va scădea.
Ionistorii sunt dispozitive electrice promițătoare care, datorită ratelor lor ridicate de încărcare și descărcare, pot înlocui bateriile convenționale.
Video
Ionistorii sunt dispozitive electrochimice concepute pentru a stoca energie electrică. Se caracterizează printr-o rată mare de încărcare-descărcare (de până la câteva zeci de mii de ori), au o durată de viață foarte lungă, spre deosebire de alte baterii (baterii reîncărcabile și celule galvanice), curent de scurgere scăzut și, cel mai important, ionistorii pot avea o capacitate mare și dimensiuni foarte mici. Ionistorii sunt utilizați pe scară largă în computerele personale, radiourile auto, dispozitivele mobile și așa mai departe. Proiectat pentru a stoca memorie atunci când bateria principală este scoasă sau dispozitivul este oprit. Recent, ionistorii au fost adesea folosiți în sistemele de alimentare autonome care utilizează baterii solare.
De asemenea, ionistorii stochează o încărcare foarte mult timp, indiferent de condițiile meteorologice, sunt rezistenți la îngheț și căldură, iar acest lucru nu va afecta în niciun fel funcționarea dispozitivului. În unele circuite electronice, pentru a stoca memorie, trebuie să aveți o tensiune mai mare decât tensiunea ionistorului; pentru a rezolva această problemă, ionistorii sunt conectați în serie și pentru a crește capacitatea ionistorului, sunt conectați în paralel. Ultimul tip de conexiune este utilizat în principal pentru a crește timpul de funcționare al ionistorului, precum și pentru a crește curentul furnizat sarcinii; pentru a echilibra curentul într-o conexiune paralelă, un rezistor este conectat la fiecare ionistor.
Ionistorii sunt adesea folosiți cu baterii și, spre deosebire de aceștia, nu se tem de scurtcircuite și schimbări bruște ale temperaturii ambientale. Deja astăzi se dezvoltă ionistori speciali cu o capacitate mare și un curent de până la 1 amper. După cum se știe, curentul ionistorilor care sunt utilizați astăzi în tehnologia de stocare a memoriei nu depășește 100 de miliamperi, acesta este unul și cel mai mare. dezavantaj important al ionistorilor, dar acest cant este compensat de avantajele enumerate mai sus ale ionistorilor. Pe Internet puteți găsi multe modele bazate pe așa-numitele supercondensatori - sunt și ionistori. Ionistorii au apărut destul de recent - acum 20 de ani.
Potrivit oamenilor de știință, capacitatea electrică a planetei noastre este de 700 de microfaradi, comparativ cu un simplu condensator... Ionistorii sunt fabricați în principal din cărbune, care, după activare și tratament special, devine poros; două plăci metalice sunt presate strâns pe compartimentul cu cărbunele. Realizarea unui ionistor acasă este foarte simplă, dar obținerea de carbon poros este aproape imposibilă; trebuie să procesați cărbunele acasă, iar acest lucru este oarecum problematic, deci este mai ușor să cumpărați un ionistor și să efectuați experimente interesante pe el. De exemplu, parametrii (putere și tensiune) ai unui ionistor sunt suficienți pentru ca LED-ul să se aprindă puternic și pentru o lungă perioadă de timp sau să funcționeze