» Статьи об энергетике » Статьи об энергетике » Ионисторы, Суперконденсаторы, Ультраконденсаторы.

Ионисторы, Суперконденсаторы, Ультраконденсаторы.








Ионисторы представляют собой электрические устройства, в которых происходят процессы накопление заряда между двумя обкладками. Они протекают главным образом на границе, которая разделяет две среды, – электролиты и электрод. Энергия в данных средах представлена в виде статического электрозаряда приложения постоянного напряжения на его внешние выводы, посредством которого и обеспечивается накопление электроэнергии. Говоря другими словами, данные устройства являются простыми конденсаторами. Их главное отличие от обычных - большая емкость, исчисление которой производится в фарадах.
Многие знают, что в своей внутренней части конденсаторы имеют обкладку из фольги, разделены диэлектриком. Ионисторы представляют особо объединение работы емкости с электрохимической батареей. В этих устройствах используются специальные электролиты и обкладки. Общая их емкость увеличивается главным образом за счет использования материалов, которые отличаются большой поверхностной площадью.

В ионисторах могут использоваться прокладки на основе активированного угля, проводящих полимеров и оксидов металлов. Сверхпористые угольные материалы, используемые в обкладках, обеспечивают возможность для получения плотности емкости 10 Фарад/см3 и более. Наиболее экономичными в процессе своего изготовления являются ионисторы на основе активированного угля. Они имеют и другое название DLC-конденсаторы или двухслойные. Последнее объясняется тем, что в них накопление электрического заряда происходит в двойном поле, которое возникает на поверхности обкладки устройства.

Если говорить об электролите ионизатора, то отметим, что он может быть как водным, так и органическим. Устройства, содержащиеся в себе водный электролит, имеют небольшое внутреннее сопротивление. Для водного электролита характерен один минус, который заключается в напряжении заряда, ограниченном величиной в 1В. Устройста, которые работают на органическом электролите, обладают большим сопротивлением, однако они способны работать в напряжении заряда от 2 до 3 Вольт.

Так как питание электронных схем осуществляется с использованием более высоких напряжений, чем есть у ионистора, то для его получения возникает необходимость в его последовательном соединении. Всем известно, что изменение емкости конденсаторов происходит в переделах от пикофарад до микрофарад. Изменение емкости ионисторов осуществляется в фарадах. Максимальная плотность мощности от пикофарад до микрофарад, которой можно достичь в ионисторах, может составлять от 1 до 10 Вт/кг. Данная величина заметно больше, чем у конденсаторов и аккумуляторов.

Если говорить о недостатках, которыми обладает ионистор, то можно выделить линейное снижение напряжения, которое происходит постоянно в ходе его работы, вплоть до полной разрядки. Именно по причине этого ионисторы не в состоянии удерживать полный заряд. Исчисление общей площади его заряда зависит от приложенного к нему напряжения.

В том случае, если используется устройство, заряженное напряжением 8 В, а работа схемы в нормальном режиме обеспечивается при 4 В, то выходит, что заряд используется всего на 50%. Остальная энергия уходит впустую. Чтобы повысить степень использования накопленной энергии в данных устройствах, применяются преобразователи различного вида. Однако данное решение нельзя считать оптимальным, поскольку при её использовании происходит удорожание всей системы. Её стоимость возрастает на 10-15%. Кроме того, происходит заметное снижение КПД.

Если говорить о применении ионисторов, то сразу же отметим их использование в электропитании микросхем памяти, а также в цепях фильтрации. Они отлично показывают себя при использовании в паре с батареями. Такой симбиоз позволяет обеспечить защиту от внезапных перепадов электрического тока нагрузки. Если ли тока электрической нагрузки слишком малы, то батарея работает в режиме подзарядки ионистора. При первом же скачке тока ионистор осуществляет выдачу накопленной электроэнергии. В результате этого общая нагрузка на батарею заметно снижается.

Ионисторы имеют немало преимуществ. Если говорить об основных, то можно отметить, что эти устройства обладают малым внутренним сопротивлением, имеют большой срок службы, а, кроме того, у них нет ограничений в плане циклов заряд/разряд. Еще к числу плюсов ионисторов можно отнести их незначительную стоимость, широкий температурный диапазон, в котором осуществляется их работа, колеблющийся -25 до +70 °С. Выделим также быстроту процесса заряда и разряда. Их работа может происходить при абсолютно любом напряжении. В данных устройствах используются простые способы заряда, отсутствует контроль за режимом заряда.

Наряду с достоинствами ионисторы имеют и недостатки. Это малая энергетическая плотность, которой они обладают, устройства не в состоянии обеспечить достаточного накопления электроэнергии. Также к числу их минусов следует отнести высокую степень саморазряда и низкий уровень напряжения на одной единице элемента.



Всего комментариев: 0



Добавлять комментарии могут только зарегистрированные пользователи.
[ Регистрация | Вход ]


Новости сайта ukrelektrik.com


Последние статьи ukrelektrik.com


Последние ответы на форуме ukrelektrik.com

Электрическое отопление

Электроотопление
UDEN-S Multiki / 63

Заземление в квартире

Заземление, зануление
elektro ОлегК / 29

Помогите определиться

Электроотопление
Koleban Koleban / 4