Главная » 2010 » Август » 18 » Ученые в 1000 раз увеличили емкость суперконденсатора
09:57
Ученые в 1000 раз увеличили емкость суперконденсатора
Команда исследователей из США и Франции,сообщает о разработке микро-суперконденсато- ров с уникальными свойствами. Документ опубликован в журнале Nature Nanotechnology 15 августа.
Эти микро-суперконденсаторы имеют большие перспективы применения в силовой электронике, беспроводных сенсорных сетей, биомедицинских имплантатов, встроенных микросенсоров, а также в других устройствах.
Суперконденсаторы, которые также называются конденсаторам с двойным электрическим слоем (EDLCs) или ультраконденсаторы, заполняют разрыв между аккумуляторы, которые обеспечивают высокую плотность энергии, но медленно работают, и "обычных" электролитических конденсаторов, которые быстро работают, но имеют низкую плотность энергии.
Недавно разработанные устройства, описанные в Nature Nanotechnology имеют энергию на единицу объема, которая сопоставимы с электролитических конденсаторов, емкостью, которые на четыре порядка выше. ни также были работают на три порядка быстрее, чем обычные суперконденсаторы, которые используются в резервных источников питания, ветряные генераторы и другую технику. Эти новые устройства получили название "микро-суперконденсаторов", потому что они толщиной лишь несколько микрон (0.000001 м).
Что это дает дает? "Суперконденсаторы запасают энергию в слоях ионов высокой поверхностной площади электродов", говорит д-р Юрий Гогоци, профессор материаловедения и инженерии в Drexel University, и один из авторов этого документа. "Чем больше площадь поверхности на единицу объема материала электрода, тем выше производительность суперконденсаторов".
Вадим Мочалин, научный сотрудник профессор материаловедения и инженерии в Дрексел и соавтор, продолжает: "Мы используем электроды из углеродных материалов, в которых каждая частичка состоит из концентрических сфер атомов углерода , как и слоями лук. ” Каждая частица 6-7 нанометров в диаметре. "
Впервые материал с очень малыми сферических частиц изучался для этой цели. Ранее исследовались материалы которые включали активированный уголь, нанотрубки и карбиды (CDC).
"Поверхность сферы углерода полностью доступна для ионов, в то время как некоторые другие материалы, размер или форму поры или самих частиц приведет к замедлению зарядки или выгрузки процесса", считает Мочалин.
"Кроме того, мы использовали процесс сборки устройств, которые не требуют полимерного связующего для хранения электродов вместе, поэтому возможно дальнейшее совершенствование суперконденсатора. Таким образом, наша суперконденсаторы могут доставить энергию в миллисекундах, гораздо быстрее, чем любая батарея или суперконденсатор, используемый сегодня. "
Конструкторский коллектив, возглавляемый инженером Овчаровым В.В. разработал конструкцию энергонакопителя электрического тока большой удельной емкости. Конструкция накопителя электрической энергии основана на общеизвестных физических принципах, обладает высокой технологичностью в производстве и низкой себестоимостью. В конструкции применяются экологически чистые материалы, не требующие специальной утилизации. Конструкция может быть любого размера, формы и является хорошим конструкционным материалом способным нести механические нагрузки (возможны варианты монолитнотвердый или тканеобразный) На основе стандартного оборудования разработана универсальная технология производства элементов питания различного назначения от микро до макро размера. http://energystoren.narod2.ru/
Характеристики «НЭО»: • Зарядное напряжение: 50-600В. (в зависимости от источника) • Зарядный ток 1-1000А. (в зависимости от источника) • Число циклов заряда-разряда: >10 6 (более 20лет гарантированной службы) • Время зарядки зависит от источника, возможна мгновенная зарядка (импульс). • Напряжение ячейки: <600В. (без использования последовательного соединения) • Разрядное напряжение 12-36В. (в зависимости от источника потребления) • Разрядный ток: 1-1000А. (в зависимости от источника потребления) • Время разрядки зависит от источника потребления, возможна мгновенная разрядка (импульс). • Из-за конструктивных особенностей при зарядке и разрядке конструкция не нагревается. • Интервал рабочих температур: от -70 С0до +250 С0 (при минусовых температурах удельная ёмкость возрастает). • Удельная энергия – ~10 3 - 10 5кДж/кг 0,5-28кВт-час/кг (напряжение в ячейке 20-100В) • Удельная мощность - ~10 3 - 10 5кВт/кг (развивает изделие весом 1кг) • Ток утечки в A: 10-6 - 10-9 (ток саморазряда не более 3% в год, что создает возможность длительного хранения) • Плотность изделия – 1,5-3 кг/дм3 (соотношение размера и веса) http://www.asnv.ru/FZP/energo.php http://fzp.su/?page_id=419
