Conosci condensatori elettrolitici a doppio strato?
Cos'è un condensatore elettrolitico a doppio strato?
DI condensatori elettrolitici a strato doppio sono anche chiamati supercondensatori.
I supercondensatori sono condensatori che possono immagazzinare grandi quantità di energia, in genere 10 A 100 volte più energia per unità di massa o volume rispetto ai condensatori elettrolitici. Sono più popolari delle batterie perché possono essere ricaricate più velocemente e più facili, e l'addebito può essere trasferito più velocemente.
Questo significa in pratica che loro: La ricarica è molto più veloce delle batterie, Può immagazzinare più energia rispetto ai condensatori elettrolitici, Durata di servizio (Misurati i cicli di carica/scarico) nel mezzo (Batterie più grandi che ricaricabili, più piccolo dei condensatori elettrolitici)
Per i confronti della vita, Considera che mentre i condensatori elettrolitici hanno un numero illimitato di cicli di carica, Batterie agli ioni di litio in media 500 E 10,000 accuse. Tuttavia, La vita dei condensatori elettrolitici a doppio strato va da 100,000 A 1 milioni di cicli.
Come i condensatori ordinari, I supercapacutori hanno due piastre separate. Le piastre sono realizzate in metallo rivestito con una sostanza porosa, come carbonio attivo in polvere, che dà loro effettivamente un'area più ampia per conservare più carica. Immagina che l'elettricità sia acqua: mentre un condensatore normale è come un panno che spazza solo un po 'della fuoriuscita, La piastra porosa di un supercondensatore lo rende più simile a una spugna spessa che può assorbire molte volte. Le piastre di condensatori elettrolitici a doppio strato poroso sono spugne!
Che dire delle partizioni tra le schede? Nei condensatori ordinari, Le piastre sono separate da un dielettrico relativamente spesso fatto di mica (ceramica), Un film di plastica sottile, o anche solo aria (che funge da manopola di accordatura in una radio in un condensatore come questo). Quando viene addebitato il condensatore, una carica positiva si forma su una piastra e una carica negativa sull'altra, Creare un campo elettrico tra di loro. Il campo polarizza il dielettrico in modo che le sue molecole si allineino nella direzione opposta al campo e riducano la forza. Ciò significa che la piastra può archiviare più carica per una determinata tensione. Questo è illustrato nella figura che vedi qui.
Tipi di condensatori elettrolitici a doppio strato
Come accennato in precedenza, I supercapacutori utilizzano due principi di accumulo di energia di base, vale a dire pseudocapacitance e capacità statica a doppio strato. Basato su questo, Esistono tre diversi tipi di supercondensatori. Sono:
Condensatore a doppio strato
Pseudo condensatore
Condensatore ibrido
Condensatore a doppio strato
In un condensatore a doppio strato, Lo stoccaggio dell'energia elettrica è raggiunto dalla separazione della carica in un doppio strato di Helmholtz. Questo funge da confine tra l'elettrodo del conduttore e l'elettrolita.
Gli elettrodi sono realizzati in carbonio attivo o derivati con una più grande capacità elettrostatica a doppio strato rispetto alla pseudocapacitanza elettrochimica.
Pseudo condensatore
Hanno elettrodi conduttivi polimerici o ossidi di metallo di transizione con grandi pseudocapaditori elettrochimici.
Lo stoccaggio di energia elettrica è un processo elettrochimico attraverso una reazione redox in cui gli ioni assorbiti specifici sono incorporati sulla superficie dell'elettrodo.
Condensatore ibrido
Qui, Gli elettrodi sono asimmetrici, con un elettrodo che presenta proprietà elettrostatiche e l'altra capacità elettrochimica. Viene proposto il concetto di ultracapacitori e ultracapacutori perché sia gli pseudo-capitor che i condensatori a doppio strato contribuiscono in modo indivisibile alla capacità totale dei condensatori elettrochimici. Questo aiuta a identificare i dispositivi ibridi che sono sia le batterie che i supercondensatori.
Per cosa sono usati i condensatori elettrolitici a doppio strato?
Se è necessario conservare una ragionevole quantità di energia per un periodo di tempo relativamente breve (Da pochi secondi a pochi minuti), Quindi avrai troppa energia per archiviare un condensatore e non avrai tempo di ricaricare la batteria per questo, Un supercondensatore potrebbe essere proprio quello di cui hai bisogno. I supercondensatori sono già ampiamente utilizzati come equivalente elettrico dei volani nelle macchine – “serbatoi di energia” che leviga l'alimentazione a dispositivi elettrici ed elettronici. I supercapacutori possono anche essere collegati alle batterie per regolare l'energia che forniscono.
Un'applicazione comune è nelle turbine eoliche, dove i condensatori elettrolitici a doppio strato molto grandi aiutano a eliminare la potenza intermittente fornita dal vento. In veicoli elettrici e ibridi, I supercondensatori sono sempre più utilizzati come accumulo di energia temporanea per la frenata rigenerativa (L'energia sprecata quando il veicolo è di solito parcheggiato viene temporaneamente immagazzinata e poi riutilizzata durante la guida di nuovo). Il motore che guida il veicolo elettrico utilizza un alimentatore con una tensione nominale di centinaia di volt, Ciò significa che in un tipico sistema di frenatura rigenerativa, Sono necessarie centinaia di supercondensatori in serie per immagazzinare la giusta energia.
Condensatori elettrolitici a doppio strato contro batterie
Le batterie sono ampiamente utilizzate in dimensioni e pesi specifici, e avere una migliore densità di energia. I supercondensatori sono condensatori ad alta capacità con alta densità di potenza. Rispetto alle batterie, I supercondensatori hanno la capacità di caricare e scaricare rapidamente e possono far fronte a basse temperature, alta affidabilità e bassa impedenza.
Il costo delle batterie è basso, mentre il costo degli ultracapacutori è elevato. I supercondensatori sono in grado di auto-scar. In una batteria, La tensione operativa determina le modalità di ricarica e scarico. In un supercondensatore, La tensione consentita dipende dal tipo di materiale dielettrico utilizzato tra le piastre. E l'elettrolita nel condensatore può aumentare la capacità.
Le batterie includono batterie al piombo-acido, AT-MH, Li-po, Li-ion, LMP e così via. I condensatori elettrolitici a doppio strato includono elettroliti organici, elettroliti acquosi, liquidi ionici, miscele e pseudo supercondensatori. Le batterie vengono utilizzate per conservare grandi quantità di energia, e i supercondensatori vengono utilizzati per fornire un'elevata densità di potenza.
Conclusione:
In una parola, Di condensatori elettrolitici a strato doppio hanno un grande potenziale da esplorare in futuro. Se desideri saperne di più, Per favore, tieniti ancora in contatto con noi. Maxworld è dedicato alla progettazione e allo sviluppo di una batteria per prestazioni migliori per l'attrezzatura.
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