Незалежний науково-технічний портал WWW.NTPO.COM - Банк технологій, винаходів і наукових відкриттів Повна версія сайту
Супер- або ультраконденсатори, відомі також як високоёмкіе конденсатори, накопичують енергію електростатичним способом, поляризуючи розчин електроліту. У процесі накопичення енергії в суперконденсаторів не задіяні хімічні реакції, хоча суперконденсатор - електрохімічний пристрій. Високоёмкіе або суперконденсатори можуть заряджатися і розряджатися тисячі разів в силу високої оборотності механізму накопичення енергії.
Суперконденсатор - електрохімічний конденсатор, який має здатність накопичувати надзвичайно велике, по відношенню до його розміру і в порівнянні з традиційним конденсатором, кількість енергії. Це властивість суперконденсатора представляє особливий інтерес для автомобільної промисловості в виробництві гібридних транспортних засобів, а також у виробництві транспорту на акумуляторної електротязі, де суперконденсатор використовується в якості додаткового накопичувача енергії.
Серед властивостей слід відзначити:
- Найвищу щільність ємності
- Найнижчу вартість в розрахунку на 1 фараду
- Надійний, тривалий термін служби
- Високий ККД циклу (95% і вище)
- безперебійну експлуатацію
- екологічну безпеку
- Широкий діапазон робочих температур
- Високу питому потужність і досить високу питому енергію
- Дуже високу швидкість заряду / розряду
- Велика кількість (тисячі) циклів з незначним погіршенням параметрів
- Хорошу оборотність механізму накопичення енергії
- Знижену токсичність використовуваних матеріалів
- Низьке еквівалентний послідовний опір (ЕРС)
Суперконденсатори, ємність яких забезпечується їх двошарової структурою, накопичують енергію в поляризованому рідкому шарі товщиною всього кілька ангстрем, розташованому на кордоні між розчином електроліту з іонною провідністю і електродом з електронною провідністю. На думку фахівців в цій області, наприклад, пана Калерта (Dr. Kahlert), суперконденсаторами слід вважати конденсатори ємністю мінімум 10 фарад. Суперконденсатори - це переважно двошарові конденсатори; конденсатори, виготовлені за іншими технологіями, наприклад, плівкові або керамічні, суперконденсаторами не вважають.
Зазвичай, в суперконденсаторів два активних електрода, розділені пористим непровідним матеріалом, розміщені між двома металевими струмовими колекторами. Електроліт, водний або органічний, просочує пористі електроди і забезпечує виникнення носіїв заряду з подальшим його накопиченням.
Вартість має дуже велике значення для їх реалізації в нових областях застосування - гібридному / електричному транспорті або системах накопичення відновлюваної енергії. Оскільки суперконденсатори подібні акумуляторним батареям (але володіють набагато більшими можливостями і перевагами в порівнянні з батареями), вони змушені конкурувати з ними по співвідношенню витрат і ефективності. Якщо суперконденсатор потрібно використовувати разом з акумуляторною батареєю, щоб відповідати вимогам до високої потужності, тоді вартість повинна бути конкурентоспроможною на тлі використання більшої кількості акумуляторних батарей або модернізованої акумуляторної батареї (з метою відповідності вимогам системи до потужності).
Критичним фактором вартості суперконденсатора є вартість електродного матеріалу і електроліту. Вартість вихідних матеріалів становить 50-60% загальної вартості. Дуже дорого коштують електроди з вуглецю з особливими властивостями, не менше дорогі суперконденсатори з органічними електролітами. Однак, намагаючись зробити технологію виробництва конкурентоспроможної в порівнянні з конкуруючими технологіями, найбільші виробники працюють над використанням альтернативних вихідних матеріалів, які коштують менше, а енергії накопичують більше.
На сучасному ринку автоматизоване складання замінила трудомісткі складальні операції, і вартість суперконденсаторів значно знизилася. Наприклад, в середині 1980-х років вартість вироблених компанією «Мацушита Електрик» (Matsushita Electric) суперконденсаторів номіналом 2,3В х 470Ф становила приблизно $ 2 за фараду. Зараз вартість такого ж суперконденсатора склала б 1/20 зазначеного значення - 10 центів за фараду, і вона продовжує швидко знижуватися, оскільки автоматичне прибирання заміщає ручну. На думку численних експертів, коли вартість знизиться ще в 20 разів до 1 цента за фараду, тоді суперконденсатор з'явиться на ринку товарів масового виробництва.
Області застосування суперконденсаторів можна класифікувати, грунтуючись на існуючому і потенційному застосуванні. Серед країн, що розвиваються областей застосування: накопичувальні пристрої для джерел відновлюваної енергії, наприклад, сонця, вітру і океанської хвилі, паливних елементів; транспортні засоби, наприклад, гібридні електричні транспортні засоби, пристрої запуску двигуна звичайних транспортних засобів, що працюють на бензині, локомотиви поїздів і транспортні засоби, що працюють на водневому паливі. Суперконденсатори також можуть використовуватися як накопичувачі енергії в житловому секторі, наприклад, в будинках з сонячними фотоелектричними системами, де потрібні не звичайні акумуляторні батареї, а інші накопичувальні пристрої. У найближчому майбутньому багатообіцяючими областями застосування можуть стати військова техніка, авіакосмічна та медична промисловість.
File engine / inc / cackle_template.php not found.