Ang mga supercapacitor ay maaaring tawaging pinakamaliwanag na pag-unlad ng mga nakaraang taon. Kung ikukumpara sa mga maginoo na capacitor, na may parehong mga sukat, naiiba sila sa kapasidad sa pamamagitan ng tatlong mga order ng magnitude. Para dito, natanggap ng mga capacitor ang kanilang prefix - "super". Maaari silang maglabas ng napakalaking halaga ng enerhiya sa isang maikling panahon.
Available ang mga ito sa iba't ibang laki at hugis: mula sa napakaliit, na naka-mount sa ibabaw ng mga device, hindi mas malaki kaysa sa isang barya sa laki, hanggang sa napakalaking cylindrical at prismatic. Ang kanilang pangunahing layunin ay upang duplicate ang pangunahing mapagkukunan (baterya) sa kaganapan ng isang drop ng boltahe.
Ang mga makabagong sistemang elektroniko at de-koryenteng masinsinang enerhiya ay nangangailangan ng mataas na pangangailangan sa mga suplay ng kuryente. Ang mga umuusbong na kagamitan (mula sa mga digital camera hanggang sa mga elektronikong handheld device at mga pagpapadala ng de-kuryenteng sasakyan) ay kailangang mag-imbak at magbigay ng kinakailangang enerhiya.
Nilulutas ng mga modernong developer ang problemang ito sa dalawang paraan:
- Paggamit ng baterya na may kakayahang maghatid ng mataas na kasalukuyang pulso
- Sa pamamagitan ng pagkonekta nang kahanay sa baterya bilang insurance para sa mga supercapacitor, i.e. "hybrid" na solusyon.
Sa huling kaso, ang supercapacitor ay kumikilos bilang pinagmumulan ng kapangyarihan kapag bumaba ang boltahe ng baterya. Ito ay dahil sa ang katunayan na ang mga baterya ay may mataas na density ng enerhiya at mababang density ng kapangyarihan, habang ang mga supercapacitor, sa kabaligtaran, ay nailalarawan sa mababang density ng enerhiya ngunit mataas na density ng kapangyarihan, i.e. nagbibigay sila ng kasalukuyang discharge sa load. Sa pamamagitan ng pagkonekta ng supercapacitor na kahanay ng baterya, maaari mo itong gamitin nang mas mahusay at, samakatuwid, pahabain ang buhay ng serbisyo nito.
Saan ginagamit ang mga supercapacitor?
Video: Pagsubok ng isang supercapacitor 116.6F 15V (6* 700F 2.5V), sa halip na isang starter na baterya sa isang kotse
Sa automotive electronic system ginagamit ang mga ito upang simulan ang mga makina., sa gayon ay binabawasan ang pagkarga sa baterya. Pinapayagan ka rin nilang bawasan ang timbang sa pamamagitan ng pagbabawas mga wiring diagram. Malawakang ginagamit ang mga ito sa mga hybrid na kotse, kung saan ang generator ay kinokontrol ng panloob na combustion engine, at isang de-koryenteng motor (o mga motor) ang nagtutulak ng kotse, i.e. Ang supercapacitor (cache ng enerhiya) ay ginagamit bilang isang kasalukuyang pinagmumulan sa panahon ng acceleration at paggalaw, at ito ay "recharged" sa panahon ng pagpepreno. Ang kanilang paggamit ay nangangako hindi lamang sa mga pampasaherong sasakyan, kundi pati na rin sa transportasyon sa lunsod, mula noon bagong hitsura Ang mga capacitor ay maaaring bawasan ang pagkonsumo ng gasolina ng 50% at bawasan ang paglabas ng mga nakakapinsalang gas sa kapaligiran ng 90%.
Hindi ko pa ganap na mapalitan ang supercapacitor na baterya, ngunit ito ay isang oras lamang. Ang paggamit ng isang supercapacitor sa halip na isang baterya ay hindi kapani-paniwala. Kung susundin ng mga nanotechnologist mula sa QUT University ang tamang landas, sa malapit na hinaharap ito ay magiging isang katotohanan. Ang mga panel ng katawan na naglalaman ng pinakabagong henerasyon ng mga supercapacitor ay magagawang kumilos bilang mga baterya. Nagawa ng mga empleyado ng unibersidad na ito na pagsamahin ang mga pakinabang ng mga baterya ng lithium-ion at supercapacitors sa isang bagong device. Ang bagong manipis, magaan at malakas na supercapacitor ay binubuo ng mga carbon electrodes na may electrolyte na matatagpuan sa pagitan ng mga ito. Ang bagong produkto, ayon sa mga siyentipiko, ay maaaring mai-install kahit saan sa katawan.
Salamat sa mataas na metalikang kuwintas (pagsisimula ng metalikang kuwintas), maaari nilang pagbutihin ang mga panimulang katangian sa mababang temperatura at palawakin ang mga kakayahan ng sistema ng kuryente ngayon. Ang katumpakan ng kanilang paggamit sa sistema ng kuryente ay ipinaliwanag sa pamamagitan ng katotohanan na ang kanilang oras ng pagsingil/pagdiskarga ay 5-60 segundo. Bilang karagdagan, maaari silang magamit sa sistema ng pamamahagi ng ilang mga aparato ng makina: mga solenoid, mga sistema ng pagsasaayos ng lock ng pinto at mga posisyon ng salamin sa bintana.
DIY supercapacitor
Maaari kang gumawa ng supercapacitor gamit ang iyong sariling mga kamay. Dahil ang disenyo nito ay binubuo ng isang electrolyte at electrodes, kailangan mong magpasya sa materyal para sa kanila. Ang tanso, hindi kinakalawang na asero o tanso ay angkop para sa mga electrodes. Maaari mong kunin, halimbawa, ang mga lumang limang-kopeck na barya. Kakailanganin mo rin ang carbon powder (maaari kang bumili ng activated carbon sa parmasya at gilingin ito). Ang ordinaryong tubig ay gagawin bilang isang electrolyte, kung saan kailangan mong matunaw ang table salt (100:25). Ang solusyon ay halo-halong may pulbos ng uling upang bumuo ng isang masilya na pare-pareho. Ngayon ay dapat itong ilapat sa isang layer ng ilang millimeters sa parehong mga electrodes.
Ang natitira lamang ay pumili ng isang gasket na naghihiwalay sa mga electrodes, sa pamamagitan ng mga pores kung saan ang electrolyte ay malayang papasa, ngunit ang carbon powder ay mananatili. Ang fiberglass o foam rubber ay angkop para sa mga layuning ito.
Electrodes - 1.5; carbon-electrolyte coating - 2.4; sapin - 3.
Maaari kang gumamit ng isang plastic na kahon bilang isang pambalot, na dati nang nag-drill ng mga butas dito para sa mga wire na ibinebenta sa mga electrodes. Ang pagkakaroon ng pagkonekta sa mga wire sa baterya, hinihintay namin ang "ionix" na disenyo upang singilin, pinangalanan ito dahil ang iba't ibang mga konsentrasyon ng mga ion ay dapat mabuo sa mga electrodes. Mas madaling suriin ang singil gamit ang isang voltmeter.
May iba pang paraan. Halimbawa, gamit ang lata na papel (tin foil - chocolate wrapper), mga piraso ng lata at waxed na papel, na maaari mong gawin sa iyong sarili sa pamamagitan ng pagputol at paglubog ng mga piraso ng tissue paper sa natunaw, ngunit hindi kumukulo, paraffin sa loob ng ilang minuto. Ang lapad ng mga piraso ay dapat na limampung milimetro at ang haba ay mula sa dalawang daan hanggang tatlong daang milimetro. Pagkatapos alisin ang mga piraso mula sa paraffin, kailangan mong i-scrape off ang paraffin gamit ang mapurol na bahagi ng isang kutsilyo.
Ang papel na binabad sa paraffin ay nakatiklop sa isang hugis ng akurdyon (tulad ng nasa larawan). Sa magkabilang panig, ang mga staniol sheet ay ipinasok sa mga puwang, na tumutugma sa isang sukat na 45x30 millimeters. Sa pamamagitan ng paghahanda ng workpiece, ito ay nakatiklop at pagkatapos ay pinaplantsa ng isang mainit na bakal. Ang natitirang mga dulo ng staniol ay konektado sa bawat isa mula sa labas. Para sa mga ito, maaari mong gamitin ang mga karton na plato at tanso na mga plato na may mga clip ng lata, kung saan ang mga konduktor ay ibinebenta sa ibang pagkakataon upang ang kapasitor ay maaaring ibenta sa panahon ng pag-install.
Ang kapasidad ng kapasitor ay depende sa bilang ng mga dahon ng staniol. Ito ay katumbas, halimbawa, sa isang libong picofarad kapag gumagamit ng sampung tulad na mga sheet, at dalawang libo kung ang kanilang bilang ay nadoble. Ang teknolohiyang ito ay angkop para sa paggawa ng mga capacitor na may kapasidad na hanggang limang libong picofarads.
Kung ang isang malaking kapasidad ay kinakailangan, pagkatapos ay kailangan mong magkaroon ng isang lumang microfarad paper capacitor, na isang roll ng tape na binubuo ng mga piraso ng waxed paper, sa pagitan ng kung saan ang isang strip ng staniol foil ay inilatag.
Upang matukoy ang haba ng mga piraso, gamitin ang formula:
l = 0.014 C/a, kung saan ang capacitance ng kinakailangang capacitor sa pF ay C; lapad ng mga guhit sa cm – a: haba sa cm – 1.
Matapos i-unwinding ang mga piraso ng kinakailangang haba mula sa lumang kapasitor, putulin ang 10 mm foil sa lahat ng panig upang maiwasan ang pagkonekta ng mga capacitor plate sa isa't isa.
Ang tape ay kailangang i-roll up muli, ngunit una sa pamamagitan ng paghihinang ng mga stranded wire sa bawat strip ng foil. Ang istraktura ay natatakpan ng makapal na papel sa itaas, at ang dalawang mounting wires (matigas) ay tinatakan sa mga gilid ng papel na nakausli, kung saan ang mga lead mula sa kapasitor ay ibinebenta sa loob ng manggas ng papel (tingnan ang figure). Ang huling hakbang ay punan ang istraktura ng paraffin.
Mga kalamangan ng carbon supercapacitors
Dahil ang martsa ng mga de-koryenteng sasakyan sa buong planeta ngayon ay hindi maaaring balewalain, ang mga siyentipiko ay nagtatrabaho sa isyu na may kaugnayan sa pinakamabilis na pag-charge. Maraming ideya ang lumitaw, ngunit iilan lamang ang naisasagawa. Sa Tsina, halimbawa, ang isang hindi pangkaraniwang ruta ng transportasyon sa lungsod ay inilunsad sa lungsod ng Ningbo. Ang bus na tumatakbo dito ay pinapagana ng isang de-kuryenteng motor, ngunit ito ay tumatagal lamang ng sampung segundo upang mag-charge. Sa loob nito, sumasaklaw siya ng limang kilometro at muli, sa panahon ng pagbabawas/pagsundo ng mga pasahero, ay nakakapag-recharge.
Naging posible ito salamat sa paggamit ng isang bagong uri ng mga capacitor - carbon.
Mga kapasitor ng carbon Maaari silang makatiis ng humigit-kumulang isang milyong cycle ng recharge at gumagana nang perpekto sa hanay ng temperatura mula minus apatnapu hanggang plus animnapu't limang degree. Nagbabalik sila ng hanggang 80% ng enerhiya sa pamamagitan ng pagbawi.
Nagsimula sila sa isang bagong panahon sa pamamahala ng kuryente, binabawasan ang mga oras ng pag-discharge at pag-charge sa mga nanosecond at pagbabawas ng bigat ng sasakyan. Sa mga kalamangan na ito maaari tayong magdagdag ng mababang gastos, dahil ang mga bihirang metal na lupa at pagkamagiliw sa kapaligiran ay hindi ginagamit sa paggawa.
Ang mga tao ay unang gumamit ng mga capacitor upang mag-imbak ng kuryente. Pagkatapos, kapag ang electrical engineering ay lumampas sa mga eksperimento sa laboratoryo, ang mga baterya ay naimbento, na naging pangunahing paraan ng pag-iimbak ng elektrikal na enerhiya. Ngunit sa simula ng ika-21 siglo, muli itong iminungkahi na gumamit ng mga capacitor sa pagpapagana ng mga de-koryenteng kagamitan. Paano ito posible at ang mga baterya ba ay sa wakas ay magiging isang bagay ng nakaraan?
Ang dahilan kung bakit pinalitan ng mga baterya ang mga capacitor ay dahil sa mas malaking halaga ng kuryente na kaya nilang iimbak. Ang isa pang dahilan ay kapag na-discharge, ang boltahe sa output ng baterya ay napakaliit na nagbabago, kaya hindi kinakailangan ang isang boltahe stabilizer o maaaring magkaroon ng masyadong simpleng disenyo.
Ang pangunahing pagkakaiba sa pagitan ng mga capacitor at baterya ay ang mga capacitor ay direktang nag-iimbak ng singil sa kuryente, habang ang mga baterya ay nagko-convert ng elektrikal na enerhiya sa kemikal na enerhiya, iniimbak ito, at pagkatapos ay i-convert ang kemikal na enerhiya pabalik sa elektrikal na enerhiya.
Sa panahon ng pagbabago ng enerhiya, ang bahagi nito ay nawala. Samakatuwid, kahit na ang pinakamahusay na mga baterya ay may kahusayan na hindi hihigit sa 90%, habang para sa mga capacitor maaari itong umabot sa 99%. Ang intensity ng mga kemikal na reaksyon ay depende sa temperatura, kaya ang mga baterya ay gumaganap ng kapansin-pansing mas malala sa malamig na panahon kaysa sa temperatura ng silid. Bilang karagdagan, ang mga reaksiyong kemikal sa mga baterya ay hindi ganap na nababaligtad. Kaya't ang maliit na bilang ng mga cycle ng charge-discharge (sa pagkakasunud-sunod ng libu-libo, kadalasan ang buhay ng baterya ay humigit-kumulang 1000 charge-discharge cycle), pati na rin ang "epekto ng memorya". Alalahanin natin na ang "epekto ng memorya" ay ang baterya ay dapat palaging ma-discharge sa isang tiyak na halaga ng naipon na enerhiya, kung gayon ang kapasidad nito ay magiging maximum. Kung, pagkatapos ng pag-discharge, mas maraming enerhiya ang nananatili dito, unti-unting bababa ang kapasidad ng baterya. Ang "epekto ng memorya" ay katangian ng halos lahat ng mga uri ng baterya na ginawa sa komersyo, maliban sa mga acid (kabilang ang kanilang mga varieties - gel at AGM). Bagaman karaniwang tinatanggap na ang mga baterya ng lithium-ion at lithium-polymer ay wala nito, sa katunayan mayroon din sila nito, ito ay nagpapakita lamang ng sarili sa isang mas mababang lawak kaysa sa iba pang mga uri. Tulad ng para sa mga baterya ng acid, ipinapakita nila ang epekto ng plate sulfation, na nagiging sanhi ng hindi maibabalik na pinsala sa pinagmumulan ng kuryente. Ang isa sa mga dahilan ay ang baterya ay nananatili sa isang estado ng singil na mas mababa sa 50% sa loob ng mahabang panahon.
Tungkol sa alternatibong enerhiya, ang "epekto ng memorya" at sulfation ng mga plato ay malubhang problema. Ang katotohanan ay ang supply ng enerhiya mula sa mga mapagkukunan tulad ng mga solar panel at ang mga wind turbine ay mahirap hulaan. Bilang resulta, ang pag-charge at pag-discharge ng mga baterya ay nangyayari nang magulo, sa isang hindi pinakamainam na mode.
Para sa modernong ritmo ng buhay, lumalabas na ganap na hindi katanggap-tanggap na ang mga baterya ay kailangang singilin sa loob ng maraming oras. Halimbawa, paano mo maiisip na nagmamaneho ng mahabang distansya sa isang de-koryenteng sasakyan kung ang isang patay na baterya ay nagpapanatili sa iyo na natigil sa charging point nang ilang oras? Ang bilis ng pag-charge ng baterya ay nalilimitahan ng bilis ng mga prosesong kemikal na nagaganap dito. Maaari mong bawasan ang oras ng pag-charge sa 1 oras, ngunit hindi sa ilang minuto. Kasabay nito, ang rate ng pagsingil ng kapasitor ay limitado lamang ng pinakamataas na kasalukuyang ibinigay ng charger.
Ang mga nakalistang disadvantages ng mga baterya ay ginawang apurahang gumamit ng mga capacitor sa halip.
Gamit ang elektrikal na double layer
Sa loob ng maraming dekada, ang mga electrolytic capacitor ay may pinakamataas na kapasidad. Sa kanila, ang isa sa mga plato ay metal foil, ang isa ay isang electrolyte, at ang pagkakabukod sa pagitan ng mga plato ay metal oxide, na pinahiran ang foil. Para sa mga electrolytic capacitor, ang kapasidad ay maaaring umabot sa daan-daang farad, na hindi sapat upang ganap na mapalitan ang baterya.
Paghahambing ng mga disenyo iba't ibang uri mga capacitor (Pinagmulan: Wikipedia)
Ang malaking kapasidad, na sinusukat sa libu-libong farad, ay maaaring makuha ng mga capacitor batay sa tinatawag na electrical double layer. Ang prinsipyo ng kanilang operasyon ay ang mga sumusunod. Lumilitaw ang isang electric double layer sa ilalim ng ilang mga kundisyon sa interface ng mga substance sa solid at liquid phase. Dalawang layer ng mga ion ay nabuo na may mga singil ng magkasalungat na mga palatandaan, ngunit ng parehong magnitude. Kung lubos nating pinasimple ang sitwasyon, kung gayon ang isang kapasitor ay nabuo, ang "mga plato" na kung saan ay ang ipinahiwatig na mga layer ng mga ions, ang distansya sa pagitan ng kung saan ay katumbas ng ilang mga atomo.
Mga supercapacitor ng iba't ibang mga kapasidad na ginawa ni Maxwell
Ang mga capacitor batay sa epektong ito ay tinatawag na mga ionistor. Sa katunayan, ang terminong ito ay hindi lamang tumutukoy sa mga capacitor kung saan naka-imbak ang mga singil sa kuryente, kundi pati na rin sa iba pang mga aparato para sa pag-iimbak ng kuryente - na may bahagyang conversion ng elektrikal na enerhiya sa enerhiya ng kemikal kasama ng imbakan. singil ng kuryente(hybrid ionistor), pati na rin para sa mga baterya batay sa isang de-koryenteng double layer (tinatawag na pseudocapacitors). Samakatuwid, ang terminong "supercapacitors" ay mas angkop. Minsan ang magkaparehong terminong "ultracapacitor" ay ginagamit sa halip.
Teknikal na pagpapatupad
Ang isang supercapacitor ay binubuo ng dalawang plates ng activated carbon na puno ng electrolyte. Sa pagitan ng mga ito ay may isang lamad na nagpapahintulot sa electrolyte na dumaan, ngunit pinipigilan ang pisikal na paggalaw ng mga activated carbon particle sa pagitan ng mga plato.
Dapat pansinin na ang mga supercapacitor mismo ay walang polarity. Sa ganitong paraan, sa panimula sila ay naiiba mula sa mga electrolytic capacitor, na, bilang isang panuntunan, ay nailalarawan sa pamamagitan ng polarity, pagkabigo na sumunod na humahantong sa pagkabigo ng kapasitor. Gayunpaman, ang polarity ay inilalapat din sa mga supercapacitor. Ito ay dahil sa ang katunayan na ang mga supercapacitor ay umalis sa factory assembly line na sinisingil na, at ang pagmamarka ay nagpapahiwatig ng polarity ng singil na ito.
Mga parameter ng supercapacitor
Ang pinakamataas na kapasidad ng isang indibidwal na supercapacitor, na nakamit sa oras ng pagsulat, ay 12,000 F. Para sa mass-produced supercapacitors, hindi ito lalampas sa 3,000 F. Ang maximum na pinahihintulutang boltahe sa pagitan ng mga plato ay hindi lalampas sa 10 V. Para sa mga supercapacitor na ginawa sa komersyo, ang figure na ito, bilang panuntunan, ay nasa loob ng 2. 3 - 2.7 V. Ang mababang operating boltahe ay nangangailangan ng paggamit ng isang boltahe converter na may isang stabilizer function. Ang katotohanan ay sa panahon ng isang paglabas, ang boltahe sa mga plate ng kapasitor ay nagbabago sa isang malawak na hanay. Konstruksyon ng isang boltahe converter upang ikonekta ang load at charger ay isang hindi maliit na gawain. Sabihin nating kailangan mong paganahin ang 60W load.
Upang gawing simple ang pagsasaalang-alang ng isyu, papabayaan namin ang mga pagkalugi sa boltahe converter at stabilizer. Kung nagtatrabaho ka sa isang regular na 12 V na baterya, kung gayon ang control electronics ay dapat na makatiis sa isang kasalukuyang 5 A. Ang ganitong mga elektronikong aparato ay laganap at mura. Ngunit ang isang ganap na naiibang sitwasyon ay lumitaw kapag gumagamit ng isang supercapacitor, ang boltahe na kung saan ay 2.5 V. Pagkatapos ang kasalukuyang dumadaloy sa pamamagitan ng mga elektronikong bahagi ng converter ay maaaring umabot sa 24 A, na nangangailangan ng mga bagong diskarte sa teknolohiya ng circuit at isang modernong base ng elemento. Ito ay tiyak na ang pagiging kumplikado ng pagbuo ng isang converter at stabilizer na maaaring ipaliwanag ang katotohanan na ang mga supercapacitor, ang serial production na nagsimula noong 70s ng ika-20 siglo, ay nagsimula na ngayon na malawakang ginagamit sa iba't ibang larangan.
Diagram ng eskematiko pinagmulan walang tigil na supply ng kuryente
boltahe sa supercapacitors, ang mga pangunahing bahagi ay ipinatupad
sa isang microcircuit na ginawa ng LinearTechnology
Ang mga supercapacitor ay maaaring ikonekta sa mga baterya gamit ang mga serye o parallel na koneksyon. Sa unang kaso, ang pinakamataas na pinahihintulutang boltahe ay tumataas. Sa pangalawang kaso - kapasidad. Ang pagtaas ng maximum na pinahihintulutang boltahe sa ganitong paraan ay isang paraan upang malutas ang problema, ngunit kailangan mong bayaran ito sa pamamagitan ng pagbabawas ng kapasidad.
Ang mga sukat ng supercapacitors ay natural na nakasalalay sa kanilang kapasidad. Ang isang tipikal na supercapacitor na may kapasidad na 3000 F ay isang silindro na may diameter na humigit-kumulang 5 cm at may haba na 14 cm Na may kapasidad na 10 F, ang isang supercapacitor ay may mga sukat na maihahambing sa isang kuko ng tao.
Ang mga magagandang supercapacitor ay maaaring makatiis ng daan-daang libong mga siklo ng pag-charge-discharge, na lumalampas sa mga baterya ng halos 100 beses sa parameter na ito. Ngunit, tulad ng mga electrolytic capacitor, ang mga supercapacitor ay nahaharap sa problema ng pagtanda dahil sa unti-unting pagtagas ng electrolyte. Sa ngayon, walang kumpletong istatistika sa kabiguan ng mga supercapacitor para sa kadahilanang ito ang naipon, ngunit ayon sa hindi direktang data, ang buhay ng serbisyo ng mga supercapacitor ay maaaring tinatayang 15 taon.
Naipon na enerhiya
Ang dami ng enerhiya na nakaimbak sa isang kapasitor, na ipinahayag sa joules:
E = CU 2/2,
kung saan ang C ay ang kapasidad, na ipinahayag sa farads, ang U ay ang boltahe sa mga plato, na ipinahayag sa volts.
Ang dami ng enerhiya na nakaimbak sa kapasitor, na ipinahayag sa kWh, ay:
W = CU 2 /7200000
Samakatuwid, ang isang kapasitor na may kapasidad na 3000 F na may boltahe sa pagitan ng mga plate na 2.5 V ay may kakayahang mag-imbak lamang ng 0.0026 kWh. Paano ito maihahambing sa, halimbawa, isang baterya ng lithium-ion? Kung tatanggapin mo output boltahe independiyente sa antas ng paglabas at katumbas ng 3.6 V, kung gayon ang halaga ng enerhiya na 0.0026 kWh ay maiimbak sa baterya ng lithium-ion kapasidad 0.72 Ah. Naku, isang napakahinhin na resulta.
Application ng supercapacitors
Ang mga emergency lighting system ay kung saan ang paggamit ng mga supercapacitor sa halip na mga baterya ay gumagawa ng isang tunay na pagkakaiba. Sa katunayan, ito ay tiyak na ang application na ito ay nailalarawan sa pamamagitan ng hindi pantay na paglabas. Bilang karagdagan, ito ay kanais-nais na ang emergency lamp ay sisingilin nang mabilis at ang backup na pinagmumulan ng kapangyarihan na ginamit dito ay may higit na pagiging maaasahan. Ang isang supercapacitor-based backup power supply ay maaaring direktang isama sa T8 LED lamp. Ang ganitong mga lamp ay ginawa na ng isang bilang ng mga kumpanyang Tsino.
Pinapaganang LED ground light
mula sa mga solar panel, imbakan ng enerhiya
kung saan ito ay isinasagawa sa isang supercapacitor
Tulad ng nabanggit na, ang pagbuo ng mga supercapacitor ay higit sa lahat dahil sa interes sa mga alternatibong mapagkukunan ng enerhiya. Ngunit ang praktikal na aplikasyon ay limitado pa rin sa mga LED lamp na tumatanggap ng enerhiya mula sa araw.
Ang paggamit ng mga supercapacitor upang simulan ang mga de-koryenteng kagamitan ay aktibong umuunlad.
Ang mga supercapacitor ay may kakayahang maghatid ng malaking halaga ng enerhiya sa isang maikling panahon. Sa pamamagitan ng pagpapagana ng mga de-koryenteng kagamitan sa pagsisimula mula sa isang supercapacitor, ang mga peak load sa power grid ay maaaring mabawasan at, sa huli, ang inrush na kasalukuyang margin ay maaaring mabawasan, na makakamit ng malaking pagtitipid sa gastos.
Sa pamamagitan ng pagsasama-sama ng ilang supercapacitor sa isang baterya, makakamit natin ang kapasidad na maihahambing sa mga bateryang ginagamit sa mga de-kuryenteng sasakyan. Ngunit ang bateryang ito ay tumitimbang ng ilang beses na higit pa kaysa sa baterya, na hindi katanggap-tanggap para sa mga sasakyan. Ang problema ay maaaring malutas sa pamamagitan ng paggamit ng graphene-based supercapacitors, ngunit sila ay kasalukuyang umiiral lamang bilang mga prototype. Gayunpaman, ang isang promising na bersyon ng sikat na Yo-mobile, na pinapagana lamang ng kuryente, ay gagamit ng mga bagong henerasyong supercapacitor, na ginagawa ng mga siyentipikong Ruso, bilang pinagmumulan ng kuryente.
Makikinabang din ang mga supercapacitor sa pagpapalit ng mga baterya sa mga conventional na gasolina o diesel na sasakyan - ang paggamit nito sa mga naturang sasakyan ay totoo na.
Samantala, ang pinakamatagumpay sa mga ipinatupad na proyekto para sa pagpapakilala ng mga supercapacitor ay maaaring ituring na mga bagong trolleybus na ginawa ng Russia na kamakailan ay lumitaw sa mga lansangan ng Moscow. Kapag ang supply ng boltahe ay nagambala makipag-ugnayan sa network o kapag ang kasalukuyang mga kolektor ay "lumipad", ang trolleybus ay maaaring maglakbay sa mababang (mga 15 km/h) na bilis ng ilang daang metro patungo sa isang lugar kung saan hindi ito makakasagabal sa trapiko sa kalsada. Ang pinagmumulan ng enerhiya para sa gayong mga maniobra ay isang baterya ng mga supercapacitor.
Sa pangkalahatan, sa ngayon ang mga supercapacitor ay maaaring palitan ang mga baterya lamang sa ilang mga "niches". Ngunit ang teknolohiya ay mabilis na umuunlad, na nagpapahintulot sa amin na asahan na sa malapit na hinaharap ang saklaw ng aplikasyon ng mga supercapacitor ay lalawak nang malaki.
Ang mga tao ay unang gumamit ng mga capacitor upang mag-imbak ng kuryente. Pagkatapos, kapag ang electrical engineering ay lumampas sa mga eksperimento sa laboratoryo, ang mga baterya ay naimbento, na naging pangunahing paraan ng pag-iimbak ng elektrikal na enerhiya. Ngunit sa simula ng ika-21 siglo, muli itong iminungkahi na gumamit ng mga capacitor sa pagpapagana ng mga de-koryenteng kagamitan. Paano ito posible at ang mga baterya ba ay sa wakas ay magiging isang bagay ng nakaraan?
Ang dahilan kung bakit pinalitan ng mga baterya ang mga capacitor ay dahil sa mas malaking halaga ng kuryente na kaya nilang iimbak. Ang isa pang dahilan ay na sa panahon ng discharge ang boltahe sa output ng baterya ay nagbabago nang kaunti, kaya ang isang boltahe stabilizer ay alinman sa hindi kinakailangan o maaaring maging isang napaka-simpleng disenyo.
Ang pangunahing pagkakaiba sa pagitan ng mga capacitor at baterya ay ang mga capacitor ay direktang nag-iimbak ng singil sa kuryente, habang ang mga baterya ay nagko-convert ng elektrikal na enerhiya sa kemikal na enerhiya, iniimbak ito, at pagkatapos ay i-convert ang kemikal na enerhiya pabalik sa elektrikal na enerhiya.
Sa panahon ng pagbabago ng enerhiya, ang bahagi nito ay nawala. Samakatuwid, kahit na ang pinakamahusay na mga baterya ay may kahusayan na hindi hihigit sa 90%, habang para sa mga capacitor maaari itong umabot sa 99%. Ang intensity ng mga kemikal na reaksyon ay depende sa temperatura, kaya ang mga baterya ay gumaganap ng mas malala sa malamig na panahon kaysa sa temperatura ng silid. Bilang karagdagan, ang mga reaksiyong kemikal sa mga baterya ay hindi ganap na nababaligtad. Kaya't ang maliit na bilang ng mga cycle ng charge-discharge (sa pagkakasunud-sunod ng libu-libo, kadalasan ang buhay ng baterya ay humigit-kumulang 1000 charge-discharge cycle), pati na rin ang "epekto ng memorya". Alalahanin natin na ang "epekto ng memorya" ay ang baterya ay dapat palaging ma-discharge sa isang tiyak na halaga ng naipon na enerhiya, kung gayon ang kapasidad nito ay magiging maximum. Kung, pagkatapos ng pag-discharge, mas maraming enerhiya ang nananatili dito, unti-unting bababa ang kapasidad ng baterya. Ang "epekto ng memorya" ay katangian ng halos lahat ng mga uri ng baterya na ginawa sa komersyo, maliban sa mga acid (kabilang ang kanilang mga varieties - gel at AGM). Bagaman karaniwang tinatanggap na ang mga baterya ng lithium-ion at lithium-polymer ay wala nito, sa katunayan mayroon din sila nito, ito ay nagpapakita lamang ng sarili sa isang mas mababang lawak kaysa sa iba pang mga uri. Tulad ng para sa mga baterya ng acid, ipinapakita nila ang epekto ng plate sulfation, na nagiging sanhi ng hindi maibabalik na pinsala sa pinagmumulan ng kuryente. Ang isa sa mga dahilan ay ang baterya ay nananatili sa isang estado ng singil na mas mababa sa 50% sa loob ng mahabang panahon.
Tungkol sa alternatibong enerhiya, ang "epekto ng memorya" at sulfation ng mga plato ay malubhang problema. Ang katotohanan ay ang supply ng enerhiya mula sa mga pinagkukunan tulad ng mga solar panel at wind turbine ay mahirap hulaan. Bilang resulta, ang pag-charge at pag-discharge ng mga baterya ay nangyayari nang magulo, sa isang hindi pinakamainam na mode.
Para sa modernong ritmo ng buhay, lumalabas na ganap na hindi katanggap-tanggap na ang mga baterya ay kailangang singilin sa loob ng maraming oras. Halimbawa, paano mo maiisip na nagmamaneho ng mahabang distansya sa isang de-koryenteng sasakyan kung ang isang patay na baterya ay nagpapanatili sa iyo na natigil sa charging point nang ilang oras? Ang bilis ng pag-charge ng baterya ay nalilimitahan ng bilis ng mga prosesong kemikal na nagaganap dito. Maaari mong bawasan ang oras ng pag-charge sa 1 oras, ngunit hindi sa ilang minuto. Kasabay nito, ang rate ng pagsingil ng kapasitor ay limitado lamang ng pinakamataas na kasalukuyang ibinigay ng charger.
Ang mga nakalistang disadvantages ng mga baterya ay ginawang apurahang gumamit ng mga capacitor sa halip.
Gamit ang elektrikal na double layer
Sa loob ng maraming dekada, ang mga electrolytic capacitor ay may pinakamataas na kapasidad. Sa kanila, ang isa sa mga plato ay metal foil, ang isa ay isang electrolyte, at ang pagkakabukod sa pagitan ng mga plato ay metal oxide, na pinahiran ang foil. Para sa mga electrolytic capacitor, ang kapasidad ay maaaring umabot sa daan-daang farad, na hindi sapat upang ganap na mapalitan ang baterya.
Ang malaking kapasidad, na sinusukat sa libu-libong farad, ay maaaring makuha ng mga capacitor batay sa tinatawag na electrical double layer. Ang prinsipyo ng kanilang operasyon ay ang mga sumusunod. Lumilitaw ang isang electric double layer sa ilalim ng ilang mga kundisyon sa interface ng mga substance sa solid at liquid phase. Dalawang layer ng mga ion ay nabuo na may mga singil ng magkasalungat na mga palatandaan, ngunit ng parehong magnitude. Kung lubos nating pinasimple ang sitwasyon, kung gayon ang isang kapasitor ay nabuo, ang "mga plato" na kung saan ay ang ipinahiwatig na mga layer ng mga ions, ang distansya sa pagitan ng kung saan ay katumbas ng ilang mga atomo.
Ang mga kapasitor batay sa epektong ito ay tinatawag na mga ionistor. Sa katunayan, ang terminong ito ay hindi lamang tumutukoy sa mga capacitor kung saan naka-imbak ang singil sa kuryente, kundi pati na rin sa iba pang mga aparato para sa pag-iimbak ng kuryente - na may bahagyang conversion ng elektrikal na enerhiya sa enerhiya ng kemikal kasama ang pag-iimbak ng singil sa kuryente (hybrid ionistor), pati na rin para sa mga baterya batay sa double electrical layer (tinatawag na pseudocapacitors). Samakatuwid, ang terminong "supercapacitors" ay mas angkop. Minsan ang magkaparehong terminong "ultracapacitor" ay ginagamit sa halip.
Teknikal na pagpapatupad
Ang isang supercapacitor ay binubuo ng dalawang plates ng activated carbon na puno ng electrolyte. Sa pagitan ng mga ito ay may isang lamad na nagpapahintulot sa electrolyte na dumaan, ngunit pinipigilan ang pisikal na paggalaw ng mga activated carbon particle sa pagitan ng mga plato.
Dapat pansinin na ang mga supercapacitor mismo ay walang polarity. Sa ganitong paraan, sa panimula sila ay naiiba mula sa mga electrolytic capacitor, na, bilang isang panuntunan, ay nailalarawan sa pamamagitan ng polarity, pagkabigo na sumunod na humahantong sa pagkabigo ng kapasitor. Gayunpaman, ang polarity ay inilalapat din sa mga supercapacitor. Ito ay dahil sa ang katunayan na ang mga supercapacitor ay umalis sa factory assembly line na sinisingil na, at ang pagmamarka ay nagpapahiwatig ng polarity ng singil na ito.
Mga parameter ng supercapacitor
Ang pinakamataas na kapasidad ng isang indibidwal na supercapacitor, na nakamit sa oras ng pagsulat, ay 12,000 F. Para sa mass-produced supercapacitors, hindi ito lalampas sa 3,000 F. Ang maximum na pinahihintulutang boltahe sa pagitan ng mga plato ay hindi lalampas sa 10 V. Para sa mga supercapacitor na ginawa sa komersyo, ang figure na ito, bilang panuntunan, ay nasa loob ng 2. 3 - 2.7 V. Ang mababang operating boltahe ay nangangailangan ng paggamit ng isang boltahe converter na may isang stabilizer function. Ang katotohanan ay sa panahon ng paglabas, ang boltahe sa mga capacitor plate ay nagbabago sa isang malawak na hanay. Ang pagbuo ng isang boltahe converter upang ikonekta ang load at charger ay isang hindi maliit na gawain. Sabihin nating kailangan mong paganahin ang 60W load.
Upang gawing simple ang pagsasaalang-alang ng isyu, papabayaan namin ang mga pagkalugi sa boltahe converter at stabilizer. Kung nagtatrabaho ka sa isang regular na 12 V na baterya, kung gayon ang control electronics ay dapat na makatiis sa isang kasalukuyang 5 A. Ang ganitong mga elektronikong aparato ay laganap at mura. Ngunit ang isang ganap na naiibang sitwasyon ay lumitaw kapag gumagamit ng isang supercapacitor, ang boltahe na kung saan ay 2.5 V. Pagkatapos ang kasalukuyang dumadaloy sa pamamagitan ng mga elektronikong bahagi ng converter ay maaaring umabot sa 24 A, na nangangailangan ng mga bagong diskarte sa teknolohiya ng circuit at isang modernong base ng elemento. Ito ay tiyak na ang pagiging kumplikado ng pagbuo ng isang converter at stabilizer na maaaring ipaliwanag ang katotohanan na ang mga supercapacitor, ang serial production na nagsimula noong 70s ng ika-20 siglo, ay nagsimula na ngayon na malawakang ginagamit sa iba't ibang larangan.
Ang mga supercapacitor ay maaaring ikonekta sa mga baterya gamit ang mga serye o parallel na koneksyon. Sa unang kaso, ang pinakamataas na pinahihintulutang boltahe ay tumataas. Sa pangalawang kaso - kapasidad. Ang pagtaas ng maximum na pinahihintulutang boltahe sa ganitong paraan ay isang paraan upang malutas ang problema, ngunit kailangan mong bayaran ito sa pamamagitan ng pagbabawas ng kapasidad.
Ang mga sukat ng supercapacitors ay natural na nakasalalay sa kanilang kapasidad. Ang isang tipikal na supercapacitor na may kapasidad na 3000 F ay isang silindro na may diameter na humigit-kumulang 5 cm at may haba na 14 cm Na may kapasidad na 10 F, ang isang supercapacitor ay may mga sukat na maihahambing sa isang kuko ng tao.
Ang mga magagandang supercapacitor ay maaaring makatiis ng daan-daang libong mga siklo ng pag-charge-discharge, na lumalampas sa mga baterya ng halos 100 beses sa parameter na ito. Ngunit, tulad ng mga electrolytic capacitor, ang mga supercapacitor ay nahaharap sa problema ng pagtanda dahil sa unti-unting pagtagas ng electrolyte. Sa ngayon, walang kumpletong istatistika sa kabiguan ng mga supercapacitor para sa kadahilanang ito ang naipon, ngunit ayon sa hindi direktang data, ang buhay ng serbisyo ng mga supercapacitor ay maaaring tinatayang 15 taon.
Naipon na enerhiya
Ang dami ng enerhiya na nakaimbak sa isang kapasitor, na ipinahayag sa joules:
kung saan ang C ay ang kapasidad, na ipinahayag sa farads, ang U ay ang boltahe sa mga plato, na ipinahayag sa volts.
Ang dami ng enerhiya na nakaimbak sa kapasitor, na ipinahayag sa kWh, ay:
Samakatuwid, ang isang kapasitor na may kapasidad na 3000 F na may boltahe sa pagitan ng mga plate na 2.5 V ay may kakayahang mag-imbak lamang ng 0.0026 kWh. Paano ito maihahambing sa, halimbawa, isang baterya ng lithium-ion? Kung kukunin natin ang boltahe ng output nito upang maging independiyente sa antas ng paglabas at katumbas ng 3.6 V, kung gayon ang isang halaga ng enerhiya na 0.0026 kWh ay maiimbak sa isang baterya ng lithium-ion na may kapasidad na 0.72 Ah. Naku, isang napakahinhin na resulta.
Application ng supercapacitors
Ang mga emergency lighting system ay kung saan ang paggamit ng mga supercapacitor sa halip na mga baterya ay gumagawa ng isang tunay na pagkakaiba. Sa katunayan, ito ay tiyak na ang application na ito ay nailalarawan sa pamamagitan ng hindi pantay na paglabas. Bilang karagdagan, ito ay kanais-nais na ang emergency lamp ay sisingilin nang mabilis at ang backup na pinagmumulan ng kapangyarihan na ginamit dito ay may higit na pagiging maaasahan. Ang isang supercapacitor-based backup power supply ay maaaring direktang isama sa T8 LED lamp. Ang ganitong mga lamp ay ginawa na ng isang bilang ng mga kumpanyang Tsino.
Tulad ng nabanggit na, ang pagbuo ng mga supercapacitor ay higit sa lahat dahil sa interes sa mga alternatibong mapagkukunan ng enerhiya. Ngunit ang praktikal na aplikasyon ay limitado pa rin sa mga LED lamp na tumatanggap ng enerhiya mula sa araw.
Ang paggamit ng mga supercapacitor upang simulan ang mga de-koryenteng kagamitan ay aktibong umuunlad.
Ang mga supercapacitor ay may kakayahang maghatid ng malaking halaga ng enerhiya sa isang maikling panahon. Sa pamamagitan ng pagpapagana ng mga de-koryenteng kagamitan sa pagsisimula mula sa isang supercapacitor, ang mga peak load sa power grid ay maaaring mabawasan at, sa huli, ang inrush na kasalukuyang margin ay maaaring mabawasan, na makakamit ng malaking pagtitipid sa gastos.
Sa pamamagitan ng pagsasama-sama ng ilang supercapacitor sa isang baterya, makakamit natin ang kapasidad na maihahambing sa mga bateryang ginagamit sa mga de-kuryenteng sasakyan. Ngunit ang bateryang ito ay tumitimbang ng ilang beses na higit pa kaysa sa baterya, na hindi katanggap-tanggap para sa mga sasakyan. Ang problema ay maaaring malutas sa pamamagitan ng paggamit ng graphene-based supercapacitors, ngunit sila ay kasalukuyang umiiral lamang bilang mga prototype. Gayunpaman, ang isang promising na bersyon ng sikat na Yo-mobile, na pinapagana lamang ng kuryente, ay gagamit ng mga bagong henerasyong supercapacitor, na ginagawa ng mga siyentipikong Ruso, bilang pinagmumulan ng kuryente.
Makikinabang din ang mga supercapacitor sa pagpapalit ng mga baterya sa mga conventional na gasolina o diesel na sasakyan - ang paggamit nito sa mga naturang sasakyan ay totoo na.
Samantala, ang pinakamatagumpay sa mga ipinatupad na proyekto para sa pagpapakilala ng mga supercapacitor ay maaaring ituring na mga bagong trolleybus na gawa sa Russia na kamakailan ay lumitaw sa mga lansangan ng Moscow. Kapag ang supply ng boltahe sa network ng contact ay nagambala o kapag ang kasalukuyang mga kolektor ay "lumipad", ang trolleybus ay maaaring maglakbay sa mababang bilis (mga 15 km / h) nang ilang daang metro patungo sa isang lugar kung saan hindi ito makagambala sa trapiko sa kalsada. Ang pinagmumulan ng enerhiya para sa gayong mga maniobra ay isang baterya ng mga supercapacitor.
Sa pangkalahatan, sa ngayon ang mga supercapacitor ay maaaring palitan ang mga baterya lamang sa ilang mga "niches". Ngunit ang teknolohiya ay mabilis na umuunlad, na nagpapahintulot sa amin na asahan na sa malapit na hinaharap ang saklaw ng aplikasyon ng mga supercapacitor ay lalawak nang malaki.
Alexey Vasiliev
Ang mga ionistor ay mga electrochemical device na idinisenyo upang mag-imbak ng elektrikal na enerhiya. Ang mga ito ay nailalarawan sa pamamagitan ng isang malaking rate ng pag-charge-discharge (hanggang sa ilang sampu-sampung libong beses), mayroon silang napakahabang buhay ng serbisyo, hindi katulad ng iba pang mga baterya ( mga baterya at galvanic cells), mababang leakage current, at higit sa lahat, ang mga ionistor ay maaaring magkaroon ng malaking kapasidad at napakaliit na sukat. Natagpuan ng mga ionistor ang malawak na aplikasyon sa mga personal na computer, mga radyo ng kotse, mga mobile device at iba pa. Idinisenyo upang mag-imbak ng memorya kapag ang pangunahing baterya ay tinanggal o ang aparato ay naka-off. Kamakailan, ang mga ionistor ay madalas na ginagamit sa mga autonomous na sistema ng kuryente gamit ang mga solar na baterya.
Ang mga ionistor ay nag-iimbak din ng isang singil sa napakatagal na panahon, anuman ang mga kondisyon ng panahon, sila ay lumalaban sa hamog na nagyelo at init, at hindi ito makakaapekto sa pagpapatakbo ng aparato sa anumang paraan. Sa ilang mga electronic circuit upang mag-imbak ng memorya kailangan mong magkaroon ng isang boltahe na mas mataas kaysa sa boltahe ng ionistor upang malutas ang isyung ito, ang mga ionistor ay konektado sa serye, at upang madagdagan ang kapasidad ng ionistor na sila ay konektado sa parallel. Ang huling uri ng koneksyon ay pangunahing ginagamit upang madagdagan ang oras ng pagpapatakbo ng ionistor, pati na rin upang madagdagan ang kasalukuyang ibinibigay sa pagkarga, upang balansehin ang kasalukuyang sa parallel na koneksyon Ang isang risistor ay konektado sa bawat ionistor.
Ang mga ionistor ay kadalasang ginagamit sa mga baterya at, hindi katulad nila, ay hindi natatakot mga short circuit at biglaang pagbabago sa temperatura ng kapaligiran. Sa ngayon, ang mga espesyal na ionistor ay binuo na may malaking kapasidad at isang kasalukuyang hanggang sa 1 ampere Tulad ng alam, ang kasalukuyang ng mga ionistor na ginagamit ngayon sa teknolohiya para sa pag-iimbak ng memorya ay hindi lalampas sa 100 milliamps, ito ay isa at ang pinaka. mahalagang disbentaha ng mga ionistor, ngunit ang cant na ito ay nabayaran ng nakalista sa itaas na mga pakinabang ng mga ionistor. Sa Internet maaari kang makahanap ng maraming mga disenyo batay sa tinatawag na supercapacitors - sila rin ay mga ionistor. Ang mga ionistor ay lumitaw kamakailan lamang - 20 taon na ang nakakaraan.
Ayon sa mga siyentipiko, ang de-koryenteng kapasidad ng ating planeta ay 700 microfarads, ihambing sa isang simpleng kapasitor... Ang mga ionistor ay pangunahing ginawa mula sa uling, na, pagkatapos ng pag-activate at espesyal na paggamot, ay nagiging buhaghag nang mahigpit ang dalawang metal plates laban sa kompartimento; uling. Ang paggawa ng isang ionistor sa bahay ay napaka-simple, ngunit ang pagkuha ng porous na carbon ay halos imposible na kailangan mong iproseso ang uling sa bahay, at ito ay medyo may problema, kaya mas madaling bumili ng isang ionistor at magsagawa ng mga kagiliw-giliw na mga eksperimento dito. Halimbawa, ang mga parameter (kapangyarihan at boltahe) ng isang ionistor ay sapat na para sa LED na umilaw nang maliwanag at sa loob ng mahabang panahon o upang gumana.
Mga kinakailangan upang bawasan ang laki ng mga bahagi ng radyo habang dinadagdagan ang mga ito teknikal na mga pagtutukoy sanhi ng paglitaw ng isang malaking bilang ng mga aparato na ginagamit saanman ngayon. Ito ay ganap na naapektuhan ang mga capacitor. Ang tinatawag na mga ionistor o supercapacitor ay mga elemento na may mataas na kapasidad (ang saklaw ng tagapagpahiwatig na ito ay medyo malawak mula 0.01 hanggang 30 farads) na may boltahe ng singilin na 3 hanggang 30 volts. Bukod dito, ang kanilang mga sukat ay napakaliit. At dahil ang paksa ng aming pag-uusap ay isang do-it-yourself ionistor, kailangan muna sa lahat na maunawaan ang elemento mismo, iyon ay, kung ano ito.
Mga tampok ng disenyo ng ionistor
Sa esensya, ito ay isang ordinaryong kapasitor na may malaking kapasidad. Ngunit ang mga ionistor ay may mataas na pagtutol, dahil ang elemento ay batay sa isang electrolyte. Ito ang una. Ang pangalawa ay ang mababang boltahe sa pagsingil. Ang bagay ay sa supercapacitor na ito ang mga plato ay matatagpuan malapit sa bawat isa. Ito ay tiyak na dahilan para sa pinababang boltahe, ngunit ito ay tiyak para sa kadahilanang ito na ang kapasidad ng kapasitor ay tumataas.
Ang mga factory ionizer ay ginawa mula sa iba't ibang materyales. Ang mga takip ay karaniwang gawa sa foil, na pinaghihiwalay ng isang tuyong sangkap na may epekto sa paghihiwalay. Halimbawa, activated carbon (para sa malalaking plates), metal oxides, polymer substance na may mataas na electrical conductivity.
Pagtitipon ng ionizer gamit ang iyong sariling mga kamay
Ang pag-assemble ng ionizer gamit ang iyong sariling mga kamay ay hindi ang pinakamadaling bagay, ngunit magagawa mo pa rin ito sa bahay. Mayroong ilang mga disenyo kung saan mayroong iba't ibang materyales. Nag-aalok kami ng isa sa kanila. Upang gawin ito kakailanganin mo:
- metal na garapon ng kape (50 g);
- activated carbon, na ibinebenta sa mga parmasya, ay maaaring mapalitan ng durog na carbon electrodes;
- dalawang bilog ng tansong plato;
- bulak
Una sa lahat, kailangan mong ihanda ang electrolyte. Upang gawin ito, kailangan mo munang durugin ang activated carbon sa pulbos. Pagkatapos ay gumawa ng isang solusyon sa asin, kung saan kailangan mong magdagdag ng 25 g ng asin sa 100 g ng tubig, at ihalo nang mabuti ang lahat. Susunod, unti-unting idinagdag ang activate carbon powder sa solusyon. Ang dami nito ay tinutukoy ng pagkakapare-pareho ng electrolyte;
Pagkatapos kung saan ang natapos na electrolyte ay inilapat sa mga bilog na tanso (sa isang gilid). Mangyaring tandaan na ang mas makapal ang electrolyte layer, mas malaki ang kapasidad ng ionistor. At isa pa, dapat pareho ang kapal ng inilapat na electrolyte sa dalawang bilog. Kaya, handa na ang mga electrodes, ngayon kailangan nilang paghiwalayin ng isang materyal na magpapasa ng electric current, ngunit hindi papayagan ang carbon powder na dumaan. Para dito, ginagamit ang ordinaryong cotton wool, kahit na maraming mga pagpipilian dito. Ang kapal ng cotton layer ay tumutukoy sa diameter ng metal coffee jar, iyon ay, ang buong istraktura ng elektrod na ito ay dapat magkasya nang kumportable dito. Samakatuwid, sa prinsipyo, kakailanganin mong piliin ang mga sukat ng mga electrodes mismo (mga bilog na tanso).
Ang natitira lamang ay upang ikonekta ang mga electrodes mismo sa mga terminal. Iyon lang, ang ionistor, na ginawa gamit ang iyong sariling mga kamay, at kahit na sa bahay, ay handa na. Ang disenyo na ito ay walang napakalaking kapasidad - hindi mas mataas sa 0.3 farad, at ang boltahe ng pagsingil ay isang bolta lamang, ngunit ito ay isang tunay na ionistor. 
Konklusyon sa paksa
Ano pa ang masasabi tungkol sa elementong ito bilang karagdagan? Kung ihahambing natin ito, halimbawa, sa isang nickel-metal hydride na baterya, kung gayon ang ionistor ay madaling humawak ng supply ng kuryente hanggang sa 10% ng lakas ng baterya. Bilang karagdagan, ang pagbaba ng boltahe nito ay nangyayari nang linearly, at hindi biglaan. Ngunit ang antas ng singil ng elemento ay nakasalalay sa teknolohikal na layunin nito.
