¿Cuál es el uso de ultracondensadores?

El nombre científico del supercondensador es un condensador electrónico de doble capa [EDLC]. A diferencia de los condensadores nanomedios tradicionales que también tienen altos valores de capacitancia, los supercondensadores no utilizan electrolitos sólidos tradicionales. La densidad de energía del supercondensador es mayor que la del condensador ordinario y menor que la de la batería de litio. Su densidad de potencia es menor que la capacitancia ordinaria y mayor que la de las baterías de litio.

Los supercondensadores, también conocidos como condensadores de doble capa, son un nuevo tipo de dispositivo de almacenamiento de energía. Tienen las características de tiempo de carga corto, larga vida útil, buenas características de temperatura, ahorro de energía y protección del medio ambiente ecológico.

Áreas de aplicación: 1, máquina de control de impuestos, camión cisterna de control de impuestos, interruptor de vacío, medidor inteligente, sistema de lectura de medidor remoto, instrumento, cámara digital, computadora de mano, cerradura de puerta electrónica, interruptor controlado por programa, teléfono inalámbrico, etc. memoria aleatoria estática, transmisión de datos Una fuente de alimentación de respaldo para pequeños suministros de corriente, como sistemas.

2, medidor inteligente (medidor inteligente, medidor de agua inteligente, medidor de gas inteligente, medidor de calor inteligente) como fuente de alimentación de arranque para válvula electromagnética

3, luces de advertencia de energía solar, luces de navegación y otros productos de energía solar en lugar de baterías recargables.

4, linternas de mano y otros productos de carga pequeños en lugar de cargar baterías.

5, motor de juguete eléctrico, IC de voz, emisor de luz LED y otra fuente de alimentación eléctrica de baja potencia.

Los supercondensadores son un nuevo tipo de dispositivo de almacenamiento de energía entre los condensadores convencionales y las baterías. Tienen las ventajas de alta densidad de potencia, gran capacidad, larga vida útil, sin mantenimiento y protección económica y ambiental.

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Supercondensadores, que cargan energía eléctrica en cinco minutos para conducir un automóvil eléctrico 500 millas y cobran $ 9 por electricidad. La locomotora diésel que quema gasolina cuesta 60 dólares estadounidenses por el mismo kilometraje. Los supercondensadores también son una especie de nueva energía y las perspectivas de desarrollo son naturalmente buenas.

Los supercondensadores, también conocidos como condensadores electroquímicos, condensadores de doble capa, condensadores de oro y condensadores de Farah, se desarrollaron entre las décadas de 1970 y 1980 para almacenar energía a través de electrolitos polarizados.

A diferencia de las fuentes de energía químicas tradicionales, es una fuente de energía con propiedades especiales entre los condensadores tradicionales y las baterías. Se basa principalmente en capas dobles y carga de entalpía redox para almacenar energía eléctrica. Sin embargo, no hay reacción química en su proceso de almacenamiento de energía. Este proceso de almacenamiento de energía es reversible, y también se debe a que este supercondensador puede cargar y descargar repetidamente cientos de miles de veces.

Los detalles específicos de la estructura del supercondensador dependen de la aplicación y el uso del supercondensador. Estos materiales pueden variar ligeramente según el fabricante o los requisitos específicos de la aplicación. La característica común de todos los supercondensadores es que contienen un electrodo positivo, un electrodo negativo y un diafragma entre estos dos electrodos. El líquido electrolítico llena los poros de los dos electrodos separados por los dos electrodos y el diafragma.

La estructura del supercondensador se muestra en la figura. Consiste en un material de electrodo poroso con un área de superficie específica alta, un líquido colector, un diafragma de batería poroso y un electrolito. El material del electrodo y el fluido del colector deben estar estrechamente conectados para reducir la resistencia de contacto; El diafragma debe cumplir las condiciones de conductividad iónica lo más alta posible y conductividad electrónica lo más baja posible, y generalmente es un material aislante electrónico con una estructura de fibra, como una membrana de poliacrilato. El tipo de electrolito se selecciona de acuerdo con las propiedades del material del electrodo.

Las partes anteriores son: (1): portador de PTFE; (2) (4): La sustancia activa se presiona sobre el colector de espuma de níquel; (3): Diafragma de batería de polipropileno.

Los componentes de los supercondensadores pueden variar de un producto a otro. Esto está determinado por la geometría del empaque del supercondensador. Para la colocación de componentes de producto encapsulados prismáticos o cuadrados, la estructura interna se basa en la configuración de los componentes internos, es decir, el colector interno se extruye de la pila de cada electrodo. Estas soldaduras de colector se soldarán al terminal, extendiendo así la ruta de corriente fuera del condensador.

Para productos encapsulados redondos o cilíndricos, el electrodo se corta en rollos. Finalmente, la lámina del electrodo se suelda al terminal para extender el camino de la corriente de capacitancia al exterior.

Su principio básico, al igual que otros tipos de condensadores de doble capa, es utilizar una estructura de doble capa compuesta por electrodos y electrolitos porosos de carbón activado para obtener una capacidad sobredimensionada.

Las ventajas sobresalientes son una alta densidad de potencia, un tiempo de carga y descarga corto, un ciclo de vida prolongado y un amplio rango de temperatura de funcionamiento. Es el tipo de condensador de doble capa más grande que se ha puesto en producción en masa en el mundo.

Según los diferentes mecanismos de almacenamiento de energía, se puede dividir en las siguientes dos categorías:

1, capacitancia de doble capa: se genera en la interfaz electrodo / solución a través de la orientación de electrones o iones para provocar una confrontación de carga. Para un sistema de electrodo / solución, se forma una capa doble en la interfaz de un electrodo conductor electrónico y una solución de electrolito conductor iónico. Cuando se aplica el campo eléctrico a los dos electrodos, el cátodo y el catión en la solución migran a los electrodos positivo y negativo respectivamente, formando una doble capa sobre la superficie del electrodo; Después de que se retira el campo eléctrico, las cargas positivas y negativas del electrodo son atraídas por los iones de carga opuesta en la solución para estabilizar la doble capa y producir una diferencia de potencial relativamente estable entre los polos positivo y negativo. En este momento, para un electrodo, se generará una carga iónica isotrópica equivalente a la carga del electrodo dentro de una cierta distancia (capa de dispersión), de modo que permanecerá eléctricamente neutro; Cuando los dos polos están conectados al circuito externo, la carga del electrodo migra y se genera una corriente en el circuito externo. Los iones de la solución migran a la solución y son eléctricamente neutros. Este es el principio de carga y descarga del condensador de doble capa.

2, cuasi-capacitancia de Faraday: su modelo teórico fue propuesto por primera vez por Conway. Es un espacio bidimensional o cuasi-bidimensional en la superficie del electrodo y cerca de la superficie o fase corporal. Las sustancias electroactivas se someten a una deposición poco potencial, lo que da como resultado una desorción química altamente reversible. Acompañando con la reacción Redox, genera capacitancia asociada con el potencial de carga del electrodo. Para los cuasi-condensadores de Faraday, el proceso de almacenamiento de cargas incluye no solo el almacenamiento en la doble capa, sino también las reacciones Redox entre los iones líquidos electrolíticos y las sustancias activas de los electrodos. Cuando los iones en el electrolito (como H +, OH-, K + o Li +) se difunden desde la solución a la interfaz electrodo / solución bajo la acción de un campo eléctrico aplicado, ingresa a la fase corporal del óxido activo en la superficie del electrodo a través de la reacción Redox en la interfaz, lo que permite almacenar una gran cantidad de carga en el electrodo. Cuando se descargan, estos iones que ingresan al óxido serán devueltos al electrolito a través de la reacción inversa de la reacción Redox anterior, y la carga almacenada se libera a través del circuito externo. Este es el mecanismo de carga y descarga de la cuasi capacitancia de Faraday. [1]

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