სუპერკონდენსატორი ან იონისტორი არის ენერგიის მასების შესანახი მოწყობილობა; მუხტის დაგროვება ხდება ელექტროდსა და ელექტროლიტს შორის საზღვარზე. სასარგებლო ენერგიის მოცულობა ინახება სტატიკური ტიპის მუხტის სახით. დაგროვების პროცესი მოდის მუდმივ ძაბვასთან ურთიერთქმედებამდე, როდესაც იონისტორი იღებს პოტენციურ განსხვავებას მის ფირფიტებზე. ტექნოლოგიური დანერგვა, ისევე როგორც ასეთი მოწყობილობების შექმნის იდეა, შედარებით ცოტა ხნის წინ გაჩნდა, მაგრამ მათ მოახერხეს ექსპერიმენტული გამოყენება გარკვეული რაოდენობის პრობლემების გადასაჭრელად. ნაწილს შეუძლია შეცვალოს ქიმიური წარმოშობის მიმდინარე წყაროები, როგორც სარეზერვო ან ელექტრომომარაგების ძირითადი საშუალება საათებში, კალკულატორებში და სხვადასხვა მიკროსქემებში.
კონდენსატორის ელემენტარული დიზაინი შედგება ფირფიტისგან, რომლის მასალა არის კილიტა, შემოიფარგლება მშრალი გამყოფი ნივთიერებით. იონისტორი შედგება რიგი კონდენსატორებისაგან ელექტროქიმიური ტიპის დამტენით. მისი წარმოებისთვის გამოიყენება სპეციალური ელექტროლიტები. საფარი შეიძლება იყოს რამდენიმე ჯიშის. გააქტიურებული ნახშირბადი გამოიყენება ფართომასშტაბიანი ლაინერების დასამზადებლად. ასევე შეიძლება გამოყენებულ იქნას ლითონის ოქსიდები და მაღალი გამტარობის პოლიმერული მასალები. საჭირო ტევადობის სიმკვრივის მისაღწევად, რეკომენდებულია ნახშირბადის მაღალი ფოროვანი მასალების გამოყენება. გარდა ამისა, ეს მიდგომა საშუალებას გაძლევთ გააკეთოთ იონისტორი შთამბეჭდავად დაბალ ფასად. ასეთი ნაწილები მიეკუთვნება DLC კონდენსატორების კატეგორიას, რომლებიც აგროვებენ მუხტს ფირფიტაზე წარმოქმნილ ორმაგ განყოფილებაში.
საპროექტო გადაწყვეტა, როდესაც იონისტორი შერწყმულია წყლის ელექტროლიტის ბაზასთან, ხასიათდება შიდა ელემენტების დაბალი წინააღმდეგობით, ხოლო დამუხტვის ძაბვა შემოიფარგლება 1 ვ-ით. ორგანული გამტარების გამოყენება გარანტირებულია ძაბვის დონეზე დაახლოებით 2...3. V და გაზრდილი წინააღმდეგობა.
ელექტრონული სქემები მუშაობენ უფრო მაღალი ენერგიის მოთხოვნით. ამ პრობლემის გადაწყვეტა არის გამოყენებული დენის წერტილების რაოდენობის გაზრდა. იონისტორი დამონტაჟებულია არა მხოლოდ ერთი, არამედ 3-4 ცალი ოდენობით, რაც იძლევა საჭირო რაოდენობის მუხტს.
ნიკელ-ლითონის ჰიდრიდის ბატარეასთან შედარებით, იონისტორს შეუძლია შეიცავდეს ენერგიის რეზერვის მეათედს, ხოლო მისი ძაბვა ეცემა ხაზობრივად, გეგმიური გამონადენის ზონების გამოკლებით. ეს ფაქტორები გავლენას ახდენს იონისტორში მუხტის სრულად შენარჩუნების უნარზე. დატენვის დონე პირდაპირ დამოკიდებულია ელემენტის ტექნოლოგიურ დანიშნულებაზე.
ხშირად, იონისტორი გამოიყენება მეხსიერების ჩიპების გასაძლიერებლად და შედის ფილტრის სქემებში და დამარბილებელ ფილტრებში. ისინი ასევე შეიძლება გაერთიანდეს სხვადასხვა ტიპის ბატარეებთან დენის უეცარი აწევის შედეგებთან საბრძოლველად: დაბალი დენის მიწოდებისას, იონისტორი იტენება, წინააღმდეგ შემთხვევაში ის ათავისუფლებს ენერგიის ნაწილს, რითაც ამცირებს მთლიან დატვირთვას.
გააქტიურებული ნახშირბადის სუფრის კოვზი აფთიაქიდან, რამდენიმე წვეთი მარილიანი წყალი, თუნუქის ფირფიტა და ფოტოგრაფიული ფილმის პლასტმასის ქილა. საკმარისია ამის გაკეთება წვრილმანი იონისტორი, ელექტრული კონდენსატორი, რომლის ტევადობა დაახლოებით უდრის დედამიწის ელექტრული სიმძლავრის .... ლეიდენის ქილა.
შესაძლოა, ერთ-ერთმა ამერიკულმა გაზეთმა სწორედ ასეთი მოწყობილობის შესახებ 1777 წელს დაწერა: „... ექიმმა ფრანკლინმა გამოიგონა საკბილოს ზომის მანქანა, რომელსაც შეუძლია ლონდონის წმინდა პავლეს საკათედრო ტაძარი მუჭა ფერფლად აქციოს. ” თუმცა, პირველ რიგში.
კაცობრიობა ელექტროენერგიას იყენებს ორ საუკუნეზე ცოტა მეტი ხნის განმავლობაში, მაგრამ ელექტრული ფენომენი ხალხისთვის ცნობილია ათასობით წლის განმავლობაში და დიდი ხნის განმავლობაში არ ჰქონდა პრაქტიკული მნიშვნელობა. მხოლოდ მე -18 საუკუნის დასაწყისში, როდესაც მეცნიერება გახდა მოდური გასართობი, გერმანელმა მეცნიერმა ოტო ფონ გერიკემ შექმნა "ელექტროფორული" მანქანა სპეციალურად საზოგადოებრივი ექსპერიმენტების ჩასატარებლად, რომლის დახმარებით მან მიიღო ელექტროენერგია ადრე გაუგონარი რაოდენობით.
მანქანა შედგებოდა შუშის ბურთისგან, რომელზედაც ტყავის ნაჭერი ტრიალებდა. მისი ნამუშევრის ეფექტი დიდი იყო: ნაპერწკლებმა ატეხა, უხილავი ელექტრული ძალები ქალებს შალს აშორებდა და თმას აწევდა. საზოგადოება განსაკუთრებით გააოცა სხეულების ელექტრული მუხტების დაგროვების უნარით.
1745 წელს ჰოლანდიელმა ფიზიკოსმა ლეიდენიდან პიტერ ვან მუშენბროკმა (1692 - 1761 წწ.) ჩაასხა წყალი შუშის ქილაში, ჩადო მავთულის ნაჭერი, როგორც ყვავილი ვაზაში და, გულდასმით მოხვია ხელისგულებით და მიიტანა. ელექტროფორის მანქანა. ბოთლმა იმდენი ელექტროენერგია შეაგროვა, რომ მავთულის ნაჭერიდან კაშკაშა ნაპერწკალი გამოფრინდა "ყრუ ღრიალით". შემდეგ ჯერზე, როცა მეცნიერი მავთულს თითით შეეხო, დარტყმა მიიღო, რისგანაც გონება დაკარგა; რომ არა ასისტენტი კუნეუსი, რომელიც დროულად მივიდა, საქმე შეიძლება სამწუხაროდ დასრულებულიყო.
ამრიგად, შეიქმნა მოწყობილობა, რომელსაც შეეძლო მილიონჯერ მეტი მუხტის დაგროვება, ვიდრე იმ დროისთვის ცნობილი ნებისმიერი სხეული. მას "ლეიდენის ქილა" უწოდეს. ეს იყო ერთგვარი კონდენსატორი, რომლის ერთ-ერთი ფირფიტა იყო ექსპერიმენტატორის ხელისგულები, დიელექტრიკი იყო მინის კედლები, ხოლო მეორე ფირფიტა იყო წყალი.
გამოგონების ამბავი მთელ განმანათლებელ ევროპაში გავრცელდა. ლეიდენის ქილა მაშინვე გამოიყენეს საფრანგეთის მეფის ლუი XV-ის აღზრდისთვის. სპექტაკლები დაიწყო. ერთ-ერთ ექსპერიმენტში, რომელიც ისტორიაში შევიდა, ელექტრული დენი გადიოდა ხელჩაკიდებული მცველების ჯაჭვში. ელექტრული გამონადენი რომ მოხვდა, ყველა ერთიანად წამოხტა, თითქოს ჰაერში ლაშქრობას აპირებდნენ. სხვა ექსპერიმენტში დენი გადიოდა 700 ბერის ჯაჭვში...
ამერიკაში ლეიდენის ქილასთან ექსპერიმენტებმა უფრო პრაქტიკული მიმართულება მიიღო. 1747 წელს ისინი დაიწყო შეერთებული შტატების ერთ-ერთმა დამფუძნებელმა, უკვე ნახსენებმა ბენჯამინ ფრანკლინმა. მას გაუჩნდა იდეა თუნუქის ფოლგაში შეფუთული ქილა და მისი ტევადობა ბევრჯერ გაიზარდა და სამუშაო უფრო უსაფრთხო გახდა. მასზე ექსპერიმენტებში ფრანკლინმა დაამტკიცა, რომ ელექტრო გამონადენს შეუძლია სითბოს გამომუშავება და თერმომეტრში ვერცხლისწყლის სვეტის აწევა. და თუ ქილა ჩაანაცვლა თუნუქის ფოლგათი დაფარული მინის ფირფიტით, ფრანკლინმა მიიღო ბრტყელი კონდენსატორი, რომელიც ბევრჯერ მსუბუქია, ვიდრე ლეიდენის ქილა, რომელიც მან გააუმჯობესა.
ისტორია დუმს მოწყობილობაზე, რომელსაც შეუძლია შეინახოს იმდენი ენერგია, რომ, როგორც გაზეთი წერდა, მისი გამოყენება შეიძლებოდა "წმინდა პავლეს ტაძრის ფერფლის გროვად გადაქცევისთვის", მაგრამ ეს არ ნიშნავს იმას, რომ ბ. ფრანკლინმა ვერ შექმნა იგი. .
და აქ არის დრო, რომ დავუბრუნდეთ იმას, თუ როგორ უნდა გავაკეთოთ წვრილმანი იონისტორი. თუ თქვენ გაქვთ შენახული ყველაფერი, რაც გჭირდებათ, ჩამოწიეთ თუნუქის ფირფიტა ფილმის ქილის ძირამდე, მას შემდეგ, რაც მასზე იზოლირებული მავთულის ნაჭერი შეაერთეთ. ზემოდან მოათავსეთ ფილტრის ქაღალდის საფენი, დაასხით აქტივირებული ნახშირბადის ფენა და მარილიანი წყლის ჩამოსხმის შემდეგ დააფარეთ თქვენი „სენდვიჩი“ სხვა ელექტროდით.
იონისტორის მუშაობის დიაგრამა.
თქვენ გაქვთ ელექტროქიმიური კონდენსატორი - იონისტორი. საინტერესოა, რადგან გააქტიურებული ნახშირბადის ნაწილაკების ფორებში ჩნდება ეგრეთ წოდებული ორმაგი ელექტრული ფენა - სხვადასხვა ნიშნის ელექტრული მუხტების ორი ფენა, რომლებიც მდებარეობს ერთმანეთთან ახლოს, ანუ ერთგვარი ელექტროქიმიური კონდენსატორი. ფენებს შორის მანძილი გამოითვლება ანგსტრომებში (1 ანგსტრომი - 10-9 მ). და კონდენსატორის ტევადობა, როგორც ცნობილია, რაც უფრო დიდია, მით უფრო მცირეა მანძილი ფირფიტებს შორის.
ამის გამო, ენერგიის რეზერვი ორმაგი ფენაში ერთეული მოცულობისთვის უფრო დიდია, ვიდრე ყველაზე ძლიერი ფეთქებადი. ეს ლეიდენის ქილა!
იონისტორი მუშაობს შემდეგნაირად. გარე ძაბვის არარსებობის შემთხვევაში, მისი სიმძლავრე უმნიშვნელოა. მაგრამ კონდენსატორის ბოძებზე გამოყენებული ძაბვის გავლენის ქვეშ, ნახშირის მიმდებარე ფენები დამუხტულია. ხსნარში საპირისპირო ნიშნის იონები მიდიან ნახშირის ნაწილაკებისკენ და ქმნიან ორმაგ ელექტრულ ფენას მათ ზედაპირზე.
სამრეწველო ელექტროქიმიური კონდენსატორი (იონისტორი). ღილაკის ზომის ლითონის გარსაცმები შეიცავს გააქტიურებული ნახშირბადის ორ ფენას, რომლებიც გამოყოფილია ფოროვანი დისტანციით.
სქემა, თუ როგორ უნდა გავაკეთოთ ეს წვრილმანი იონისტორი.
პლასტმასის ქილისგან და გააქტიურებული ნახშირბადისგან დამზადებული ხელნაკეთი იონისტორის დიაგრამა:
1 - ზედა ელექტროდი;
2 - დამაკავშირებელი მავთულები;
3.5 - სველი გააქტიურებული ნახშირბადის ფენები;
4 - ფოროვანი გამყოფი შუასადებები;
6 - ქვედა ელექტროდი;
7 - სხეული.
თუ დატვირთვა დაკავშირებულია კონდენსატორის ბოძებთან, მაშინ ნახშირის ნაწილაკების შიდა ზედაპირიდან საპირისპირო მუხტები მიემართება მავთულხლართების გასწვრივ ერთმანეთისკენ და მათ ფორებში მდებარე იონები გამოვა.
Სულ ეს არის. ახლა თქვენ გესმით როგორ გააკეთოთ ეს წვრილმანი იონისტორი.
თანამედროვე იონისტორებს აქვთ ათობით და ასობით ფარადის სიმძლავრე. განტვირთვისას მათ შეუძლიათ გამოიმუშაონ დიდი ძალა და ძალიან გამძლეა. ენერგიის რეზერვის მიხედვით ერთეულ მასაზე და ერთეულ მოცულობაზე, იონისტორები კვლავ ჩამორჩებიან ბატარეებს. მაგრამ თუ თქვენ ჩაანაცვლებთ გააქტიურებულ ნახშირბადს ყველაზე თხელი ნანომილებით ან სხვა ელექტროგამტარი ნივთიერებით, იონისტორის ენერგიის ინტენსივობა შეიძლება ფანტასტიკურად დიდი გახდეს.
ბენჯამინ ფრანკლინი ცხოვრობდა იმ დროს, როდესაც ნანოტექნოლოგიაზე არც კი ფიქრობდნენ, მაგრამ ეს არ ნიშნავს იმას, რომ ის არ იყო გამოყენებული. როგორც ქიმიის დარგში ნობელის პრემიის ლაურეატი რობერტ კიური იტყობინება, დამასკოს ფოლადისგან პირების დამზადებისას უძველესი ხელოსნები, ამის ცოდნის გარეშე, იყენებდნენ ნანოტექნოლოგიურ მეთოდებს. უძველესი დამასკის ფოლადი ყოველთვის რჩებოდა მკვეთრი და გამძლე ლითონის სტრუქტურაში ნახშირბადის სპეციალური შემადგენლობის წყალობით.
ფრანკლინმა შეიძლება გამოიყენოს ზოგიერთი სახის ნანომასალა, როგორიცაა ნახშირბადიანი მცენარეების ღეროები, რომლებიც შეიცავს ნანომილებს, სუპერკონდენსატორის შესაქმნელად. რამდენ თქვენგანს ესმის რა არის? ლეიდენის ქილადა ვინ შეეცდება ამის გაკეთებას?
რადიო კომპონენტების ზომის შემცირების მოთხოვნამ მათი ტექნიკური მახასიათებლების გაზრდისას განაპირობა დიდი რაოდენობით მოწყობილობების გაჩენა, რომლებიც დღეს ყველგან გამოიყენება. ამან სრულად იმოქმედა კონდენსატორებზე. ეგრეთ წოდებული იონისტორები ან სუპერკონდენსატორები არის მაღალი სიმძლავრის ელემენტები (ამ ინდიკატორის დიაპაზონი საკმაოდ ფართოა 0,01-დან 30 ფარადამდე) დამუხტვის ძაბვით 3-დან 30 ვოლტამდე. უფრო მეტიც, მათი ზომები ძალიან მცირეა. და რადგან ჩვენი საუბრის საგანი არის თვითნაკეთი იონისტორი, პირველ რიგში აუცილებელია თავად ელემენტის გაგება, ანუ რა არის ის.
იონისტორის დიზაინის მახასიათებლები
არსებითად, ეს არის ჩვეულებრივი კონდენსატორი დიდი სიმძლავრის მქონე. მაგრამ იონისტორებს აქვთ მაღალი წინააღმდეგობა, რადგან ელემენტი დაფუძნებულია ელექტროლიტზე. ეს პირველია. მეორე არის დაბალი დატენვის ძაბვა. საქმე იმაშია, რომ ამ სუპერკონდენსატორში ფირფიტები ერთმანეთთან ძალიან ახლოს არის განლაგებული. ეს არის ზუსტად შემცირებული ძაბვის მიზეზი, მაგრამ სწორედ ამ მიზეზით იზრდება კონდენსატორის ტევადობა.
ქარხნული იონიზატორები მზადდება სხვადასხვა მასალისგან. გადასაფარებლები, როგორც წესი, დამზადებულია ფოლგასგან, რომელიც გამოყოფილია გამმყოფი ეფექტის მქონე მშრალი ნივთიერებით. მაგალითად, გააქტიურებული ნახშირბადი (დიდი ფირფიტებისთვის), ლითონის ოქსიდები, პოლიმერული ნივთიერებები, რომლებსაც აქვთ მაღალი ელექტროგამტარობა.
იონიზატორის აწყობა საკუთარი ხელით
იონიზატორის საკუთარი ხელით აწყობა არ არის უმარტივესი საქმე, მაგრამ ამის გაკეთება მაინც შეგიძლიათ სახლში. არსებობს რამდენიმე დიზაინი, სადაც წარმოდგენილია სხვადასხვა მასალები. გთავაზობთ ერთ-ერთ მათგანს. ამისათვის დაგჭირდებათ:
- ლითონის ყავის ქილა (50 გრ);
- გააქტიურებული ნახშირბადი, რომელიც იყიდება აფთიაქებში, შეიძლება შეიცვალოს დამსხვრეული ნახშირბადის ელექტროდებით;
- სპილენძის ფირფიტის ორი წრე;
- ბამბის ბამბა
პირველ რიგში, თქვენ უნდა მოამზადოთ ელექტროლიტი. ამისათვის თქვენ ჯერ უნდა გაანადგუროთ გააქტიურებული ნახშირბადი ფხვნილად. შემდეგ გააკეთეთ მარილიანი ხსნარი, რისთვისაც 100 გრ წყალს უნდა დაუმატოთ 25 გრ მარილი და ეს ყველაფერი კარგად აურიოთ. შემდეგ ხსნარს თანდათან ემატება გააქტიურებული ნახშირბადის ფხვნილი. მისი რაოდენობა განისაზღვრება ელექტროლიტის თანმიმდევრულობით, ის უნდა იყოს ისეთივე სქელი, როგორც სქელი.
რის შემდეგაც მზა ელექტროლიტი გამოიყენება სპილენძის წრეებზე (ერთ მხარეს). გთხოვთ გაითვალისწინოთ, რომ რაც უფრო სქელია ელექტროლიტური ფენა, მით მეტია იონისტორის ტევადობა. და კიდევ ერთი, გამოყენებული ელექტროლიტის სისქე ორ წრეზე უნდა იყოს იგივე. ასე რომ, ელექტროდები მზად არიან, ახლა მათ უნდა გამოვყოთ მასალა, რომელიც გაივლის ელექტრო დენს, მაგრამ არ დაუშვებს ნახშირბადის ფხვნილის გავლას. ამისთვის გამოიყენება ჩვეულებრივი ბამბა, თუმცა აქ ბევრი ვარიანტია. ბამბის ფენის სისქე განსაზღვრავს ლითონის ყავის ქილის დიამეტრს, ანუ მთელი ეს ელექტროდის სტრუქტურა კომფორტულად უნდა მოთავსდეს მასში. აქედან გამომდინარე, პრინციპში, თქვენ თავად უნდა აირჩიოთ ელექტროდების ზომები (სპილენძის წრეები).
რჩება მხოლოდ ელექტროდების დაკავშირება ტერმინალებთან. ეს არის ის, იონისტორი, რომელიც დამზადებულია საკუთარი ხელით და თუნდაც სახლში, მზად არის. ამ დიზაინს არ აქვს ძალიან დიდი სიმძლავრე - არაუმეტეს 0,3 ფარადისა, და დამუხტვის ძაბვა მხოლოდ ერთი ვოლტია, მაგრამ ეს არის ნამდვილი იონისტორი. 
დასკვნა თემაზე
კიდევ რა შეიძლება ითქვას ამ ელემენტზე დამატებით? თუ მას შევადარებთ, მაგალითად, ნიკელ-მეტალის ჰიდრიდის ბატარეას, მაშინ იონისტორს შეუძლია ადვილად შეინარჩუნოს ელექტროენერგიის მიწოდება ბატარეის სიმძლავრის 10%-მდე. გარდა ამისა, მისი ძაბვის ვარდნა ხდება წრფივად და არა მკვეთრად. მაგრამ ელემენტის დატენვის დონე დამოკიდებულია მის ტექნოლოგიურ დანიშნულებაზე.
ხალხმა პირველად გამოიყენა კონდენსატორები ელექტროენერგიის შესანახად. შემდეგ, როდესაც ელექტროტექნიკა ლაბორატორიულ ექსპერიმენტებს გასცდა, გამოიგონეს ბატარეები, რომლებიც ელექტროენერგიის შესანახად მთავარ საშუალებად იქცა. მაგრამ 21-ე საუკუნის დასაწყისში კვლავ შემოთავაზებულია კონდენსატორების გამოყენება ელექტრო მოწყობილობების გასაძლიერებლად. რამდენად შესაძლებელია ეს და საბოლოოდ გახდება თუ არა ბატარეები წარსულის საგანი?
მიზეზი, რის გამოც კონდენსატორები შეიცვალა ბატარეებით, განპირობებული იყო ელექტროენერგიის მნიშვნელოვნად დიდი რაოდენობით, რომლის შენახვაც მათ შეუძლიათ. კიდევ ერთი მიზეზი არის ის, რომ გამონადენის დროს ძაბვა ბატარეის გამომავალზე ძალიან ცოტა იცვლება, ამიტომ ძაბვის სტაბილიზატორი ან არ არის საჭირო, ან შეიძლება იყოს ძალიან მარტივი დიზაინის.
კონდენსატორებსა და ბატარეებს შორის მთავარი განსხვავება ისაა, რომ კონდენსატორები პირდაპირ ინახავს ელექტრულ მუხტს, ხოლო ბატარეები ელექტრო ენერგიას გარდაქმნის ქიმიურ ენერგიად, ინახავს მას და შემდეგ ქიმიურ ენერგიას ისევ ელექტრო ენერგიად გარდაქმნის.
ენერგიის გარდაქმნების დროს მისი ნაწილი იკარგება. აქედან გამომდინარე, საუკეთესო ბატარეებსაც კი აქვთ ეფექტურობა არაუმეტეს 90%, ხოლო კონდენსატორებისთვის შეიძლება მიაღწიოს 99% -ს. ქიმიური რეაქციების ინტენსივობა დამოკიდებულია ტემპერატურაზე, ამიტომ ბატარეები შესამჩნევად უარესად მუშაობენ ცივ ამინდში, ვიდრე ოთახის ტემპერატურაზე. გარდა ამისა, ქიმიური რეაქციები ბატარეებში არ არის მთლიანად შექცევადი. აქედან გამომდინარეობს დამუხტვა-დამუხტვის ციკლების მცირე რაოდენობა (ათასთა რიგით, ყველაზე ხშირად ბატარეის ხანგრძლივობაა დაახლოებით 1000 დამუხტვა-დამუხტვის ციკლი), ასევე „მეხსიერების ეფექტი“. შეგახსენებთ, რომ "მეხსიერების ეფექტი" არის ის, რომ ბატარეა ყოველთვის უნდა იყოს დატვირთული დაგროვილი ენერგიის გარკვეულ რაოდენობამდე, მაშინ მისი ტევადობა იქნება მაქსიმალური. თუ განმუხტვის შემდეგ მასში მეტი ენერგია რჩება, მაშინ ბატარეის სიმძლავრე თანდათან შემცირდება. "მეხსიერების ეფექტი" დამახასიათებელია თითქმის ყველა კომერციულად წარმოებული ტიპის ბატარეებისთვის, გარდა მჟავე ბატარეებისა (მათი ჯიშების ჩათვლით - ლარი და AGM). მიუხედავად იმისა, რომ საყოველთაოდ მიღებულია, რომ ლითიუმ-იონური და ლითიუმ-პოლიმერული ბატარეები არ აქვთ, სინამდვილეში მათაც აქვთ, ეს უბრალოდ უფრო ნაკლებად ვლინდება, ვიდრე სხვა ტიპებში. რაც შეეხება მჟავა ბატარეებს, ისინი ავლენენ ფირფიტის სულფაციის ეფექტს, რაც იწვევს ენერგიის წყაროს შეუქცევად ზიანს. ერთ-ერთი მიზეზი ის არის, რომ ბატარეა დიდხანს რჩება 50%-ზე ნაკლებ დატენვის მდგომარეობაში.
რაც შეეხება ალტერნატიულ ენერგიას, "მეხსიერების ეფექტი" და ფირფიტის სულფაცია სერიოზული პრობლემაა. ფაქტია, რომ ენერგიის მიწოდება ისეთი წყაროებიდან, როგორიცაა მზის პანელები და ქარის ტურბინები, რთულია პროგნოზირება. შედეგად, ბატარეების დატენვა და განმუხტვა ხდება ქაოტურად, არაოპტიმალურ რეჟიმში.
ცხოვრების თანამედროვე რიტმისთვის აბსოლუტურად მიუღებელია ბატარეების რამდენიმე საათის განმავლობაში დამუხტვა. მაგალითად, როგორ წარმოგიდგენიათ ელექტრომობილით შორ მანძილზე გატარება, თუ მკვდარი ბატარეა რამდენიმე საათის განმავლობაში გიჩერებთ დამტენის წერტილში? ბატარეის დატენვის სიჩქარე შემოიფარგლება მასში მიმდინარე ქიმიური პროცესების სიჩქარით. თქვენ შეგიძლიათ შეამციროთ დატენვის დრო 1 საათამდე, მაგრამ არა რამდენიმე წუთამდე. ამავდროულად, კონდენსატორის დატენვის სიჩქარე შემოიფარგლება მხოლოდ დამტენის მიერ მოწოდებული მაქსიმალური დენით.
ბატარეების ჩამოთვლილმა ნაკლოვანებებმა გადაუდებელი გახადა კონდენსატორების გამოყენება.
ელექტრო ორმაგი ფენის გამოყენებით
მრავალი ათწლეულის განმავლობაში ელექტროლიტურ კონდენსატორებს ჰქონდათ ყველაზე მაღალი სიმძლავრე. მათში ერთი ფირფიტა ლითონის ფოლგა იყო, მეორე ელექტროლიტი, ხოლო ფირფიტებს შორის იზოლაცია ლითონის ოქსიდი იყო, რომელიც ფარავდა ფოლგას. ელექტროლიტური კონდენსატორებისთვის სიმძლავრე შეიძლება მიაღწიოს ფარადის მეასედს, რაც საკმარისი არ არის ბატარეის სრულად ჩანაცვლებისთვის.
დიდი ტევადობა, რომელიც იზომება ათასობით ფარადებში, შეიძლება მიღწეული იქნას კონდენსატორებით, რომლებიც დაფუძნებულია ეგრეთ წოდებულ ორმაგ ელექტრო ფენაზე. მათი მოქმედების პრინციპი შემდეგია. ელექტრული ორმაგი ფენა გარკვეულ პირობებში ჩნდება მყარი და თხევადი ფაზის ნივთიერებების ინტერფეისზე. წარმოიქმნება იონების ორი ფენა საპირისპირო ნიშნების მუხტით, მაგრამ ერთი და იგივე სიდიდის. თუ სიტუაციას ძალიან გავამარტივებთ, მაშინ წარმოიქმნება კონდენსატორი, რომლის „ფირფიტები“ არის იონების მითითებული ფენები, რომელთა შორის მანძილი რამდენიმე ატომის ტოლია.
ამ ეფექტზე დაფუძნებულ კონდენსატორებს ზოგჯერ იონისტორებს უწოდებენ. სინამდვილეში, ეს ტერმინი ეხება არა მხოლოდ კონდენსატორებს, რომლებშიც ინახება ელექტრული მუხტი, არამედ სხვა მოწყობილობებს ელექტროენერგიის შესანახად - ელექტრული ენერგიის ნაწილობრივი გარდაქმნით ქიმიურ ენერგიად, ელექტრული მუხტის შენახვასთან ერთად (ჰიბრიდული იონისტორი), ასევე ბატარეები დაფუძნებული ორმაგ ელექტრო ფენაზე (ე.წ. ფსევდოკონდენსატორები). აქედან გამომდინარე, ტერმინი "სუპერკონდენსატორები" უფრო შესაფერისია. ზოგჯერ ამის ნაცვლად გამოიყენება იდენტური ტერმინი "ულტრაკონდენსატორი".
ტექნიკური განხორციელება
სუპერკონდენსატორი შედგება გააქტიურებული ნახშირბადის ორი ფირფიტისგან, რომლებიც სავსეა ელექტროლიტით. მათ შორის არის მემბრანა, რომელიც ელექტროლიტს საშუალებას აძლევს გაიაროს, მაგრამ ხელს უშლის გააქტიურებული ნახშირბადის ნაწილაკების ფიზიკურ მოძრაობას ფირფიტებს შორის.
უნდა აღინიშნოს, რომ თავად სუპერკონდენსატორებს არ აქვთ პოლარობა. ამით ისინი ფუნდამენტურად განსხვავდებიან ელექტროლიტური კონდენსატორებისგან, რომლებიც, როგორც წესი, ხასიათდებიან პოლარობით, რომელთა შეუსრულებლობა იწვევს კონდენსატორის უკმარისობას. თუმცა, პოლარობა ასევე გამოიყენება სუპერკონდენსატორების მიმართ. ეს გამოწვეულია იმით, რომ სუპერკონდენსატორები ტოვებენ ქარხნის ასამბლეის ხაზს უკვე დატვირთული, და მარკირება მიუთითებს ამ მუხტის პოლარობაზე.
სუპერკონდენსატორის პარამეტრები
ინდივიდუალური სუპერკონდენსატორის მაქსიმალური სიმძლავრე, მიღწეული წერის დროს, არის 12,000 F. მასობრივი წარმოების სუპერკონდენსატორებისთვის ის არ აღემატება 3,000 F-ს. მაქსიმალური დასაშვები ძაბვა ფირფიტებს შორის არ აღემატება 10 V-ს. კომერციულად წარმოებული სუპერკონდენსატორებისთვის, ეს მაჩვენებელი, როგორც წესი, 2. 3 – 2.7 ვ-ის ფარგლებშია. დაბალი მოქმედი ძაბვისთვის საჭიროა ძაბვის გადამყვანის გამოყენება სტაბილიზატორის ფუნქციით. ფაქტია, რომ გამონადენის დროს, კონდენსატორის ფირფიტებზე ძაბვა იცვლება ფართო დიაპაზონში. ძაბვის გადამყვანის აშენება დატვირთვისა და დამტენის დასაკავშირებლად არა ტრივიალური ამოცანაა. ვთქვათ, თქვენ გჭირდებათ 60 ვტ დატვირთვის სიმძლავრე.
საკითხის განხილვის გასამარტივებლად, ჩვენ უგულებელყოფთ დანაკარგებს ძაბვის გადამყვანსა და სტაბილიზატორში. თუ თქვენ მუშაობთ ჩვეულებრივი 12 ვ ბატარეით, მაშინ საკონტროლო ელექტრონიკა უნდა გაუძლოს დენს 5 ა. ასეთი ელექტრონული მოწყობილობები ფართოდ გავრცელებული და იაფია. მაგრამ სრულიად განსხვავებული სიტუაცია წარმოიქმნება სუპერკონდენსატორის გამოყენებისას, რომლის ძაბვა არის 2,5 ვ. შემდეგ გადამყვანის ელექტრონულ კომპონენტებში გამავალი დენი შეიძლება მიაღწიოს 24 ა-ს, რაც მოითხოვს ახალ მიდგომებს მიკროსქემის ტექნოლოგიისა და თანამედროვე ელემენტის ბაზაზე. სწორედ კონვერტორისა და სტაბილიზატორის აგების სირთულეს შეუძლია ახსნას ის ფაქტი, რომ სუპერკონდენსატორები, რომელთა სერიული წარმოება მე-20 საუკუნის 70-იან წლებში დაიწყო, მხოლოდ ახლა დაიწყეს ფართო გამოყენება სხვადასხვა სფეროში.
სუპერკონდენსატორები შეიძლება დაუკავშირდეს ბატარეებს სერიული ან პარალელური კავშირების გამოყენებით. პირველ შემთხვევაში, მაქსიმალური დასაშვები ძაბვა იზრდება. მეორე შემთხვევაში - ტევადობა. ამ გზით მაქსიმალური დასაშვები ძაბვის გაზრდა პრობლემის გადაჭრის ერთ-ერთი გზაა, მაგრამ თქვენ მოგიწევთ გადაიხადოთ ტევადობის შემცირებით.
სუპერკონდენსატორების ზომები ბუნებრივად დამოკიდებულია მათ სიმძლავრეზე. ტიპიური სუპერკონდენსატორი, რომლის სიმძლავრეა 3000 F არის ცილინდრი, რომლის დიამეტრი დაახლოებით 5 სმ და სიგრძეა 14 სმ. 10 F ტევადობით, სუპერკონდენსატორს აქვს ზომები ადამიანის ფრჩხილთან შედარებით.
კარგი სუპერკონდენსატორები უძლებენ ასიათასობით დამუხტვა-დამუხტვის ციკლს, რაც ამ პარამეტრში დაახლოებით 100-ჯერ აღემატება ბატარეებს. მაგრამ, ელექტროლიტური კონდენსატორების მსგავსად, სუპერკონდენსატორები ექმნებათ დაბერების პრობლემას ელექტროლიტების თანდათანობითი გაჟონვის გამო. ჯერჯერობით, ამ მიზეზით სუპერკონდენსატორების გაუმართაობის შესახებ სრული სტატისტიკა არ არის დაგროვილი, მაგრამ არაპირდაპირი მონაცემებით, სუპერკონდენსატორების მომსახურების ვადა შეიძლება შეფასდეს დაახლოებით 15 წელზე.
დაგროვილი ენერგია
კონდენსატორში შენახული ენერგიის რაოდენობა, გამოხატული ჯოულებში:
სადაც C არის ტევადობა, გამოხატული ფარადებში, U არის ძაბვა ფირფიტებზე, გამოხატული ვოლტებში.
კონდენსატორში შენახული ენერგიის რაოდენობა, გამოხატული კვტ/სთ-ში არის:
მაშასადამე, 3000 F სიმძლავრის მქონე კონდენსატორს 2,5 ვ ფირფიტებს შორის ძაბვით შეუძლია შეინახოს მხოლოდ 0,0026 კვტ/სთ. როგორ შეედრება ეს, მაგალითად, ლითიუმ-იონურ ბატარეას? თუ მის გამომავალ ძაბვას ავიღებთ დამოუკიდებლად გამონადენის ხარისხისგან და ტოლია 3,6 ვ, მაშინ 0,0026 კვტ/სთ ენერგია შეინახება 0,72 აჰ ტევადობის ლითიუმ-იონურ ბატარეაში. სამწუხაროდ, ძალიან მოკრძალებული შედეგი.
სუპერკონდენსატორების გამოყენება
გადაუდებელი განათების სისტემები არის ის, სადაც ბატარეების ნაცვლად სუპერკონდენსატორების გამოყენება რეალურ განსხვავებას ქმნის. სინამდვილეში, სწორედ ეს აპლიკაცია ხასიათდება არათანაბარი გამონადენით. გარდა ამისა, სასურველია სასწრაფო ნათურა სწრაფად დაიტენოს და მასში გამოყენებული სარეზერვო დენის წყაროს ჰქონდეს მეტი საიმედოობა. სუპერკონდენსატორზე დაფუძნებული სარეზერვო ელექტრომომარაგება შეიძლება იყოს ინტეგრირებული პირდაპირ T8 LED ნათურაში. ასეთ ნათურებს უკვე არაერთი ჩინური კომპანია აწარმოებს.
როგორც უკვე აღვნიშნეთ, სუპერკონდენსატორების განვითარება დიდწილად განპირობებულია ენერგიის ალტერნატიული წყაროებისადმი ინტერესით. მაგრამ პრაქტიკული გამოყენება მაინც შემოიფარგლება მხოლოდ LED ნათურებით, რომლებიც იღებენ ენერგიას მზისგან.
აქტიურად ვითარდება სუპერკონდენსატორების გამოყენება ელექტრო მოწყობილობების დასაწყებად.
სუპერკონდენსატორებს შეუძლიათ მოკლე დროში დიდი რაოდენობით ენერგიის მიწოდება. ელექტრული აღჭურვილობის გაშვებისას სუპერკონდენსატორიდან ელექტროენერგიის მიწოდებით, პიკური დატვირთვები ელექტრო ქსელში შეიძლება შემცირდეს და, საბოლოო ჯამში, შეღწევის დენის ზღვარი შეიძლება შემცირდეს, რაც მიიღწევა ხარჯების უზარმაზარი დაზოგვის შედეგად.
რამდენიმე სუპერკონდენსატორის ბატარეაში გაერთიანებით, ჩვენ შეგვიძლია მივაღწიოთ სიმძლავრეს, რომელიც შედარებულია ელექტრო მანქანებში გამოყენებულ ბატარეებთან. მაგრამ ეს ბატარეა რამდენჯერმე იწონის ბატარეას, რაც მიუღებელია მანქანებისთვის. პრობლემის გადაჭრა შესაძლებელია გრაფენზე დაფუძნებული სუპერკონდენსატორების გამოყენებით, მაგრამ ისინი ამჟამად მხოლოდ პროტოტიპებად არსებობენ. თუმცა, ცნობილი Yo-mobile-ის პერსპექტიული ვერსია, რომელიც მხოლოდ ელექტროენერგიით იკვებება, ელექტროენერგიის წყაროდ გამოიყენებს ახალი თაობის სუპერკონდენსატორების, რომლებსაც რუსი მეცნიერები ავითარებენ.
სუპერკონდენსატორები ასევე ისარგებლებს ბატარეების გამოცვლა ჩვეულებრივი ბენზინის ან დიზელის მანქანებში - მათი გამოყენება ასეთ მანქანებში უკვე რეალობაა.
იმავდროულად, სუპერკონდენსატორების დანერგვის განხორციელებულ პროექტებს შორის ყველაზე წარმატებულად შეიძლება ჩაითვალოს რუსული წარმოების ახალი ტროლეიბუსები, რომლებიც ახლახან გამოჩნდა მოსკოვის ქუჩებში. როდესაც საკონტაქტო ქსელში ძაბვის მიწოდება შეფერხებულია ან როდესაც დენის კოლექტორები „მოფრინდებიან“, ტროლეიბუსს შეუძლია მცირე სიჩქარით (დაახლოებით 15 კმ/სთ) რამდენიმე ასეული მეტრის მანძილზე იმოძრაოს იქამდე, სადაც ის არ შეუშლის ხელს მოძრაობას. გზაზე. ენერგიის წყარო ასეთი მანევრებისთვის არის სუპერკონდენსატორების ბატარეა.
ზოგადად, ამ დროისთვის სუპერკონდენსატორებს შეუძლიათ ბატარეების გადაადგილება მხოლოდ გარკვეულ "ნიშებში". მაგრამ ტექნოლოგია სწრაფად ვითარდება, რაც საშუალებას გვაძლევს ველოდოთ, რომ უახლოეს მომავალში სუპერკონდენსატორების გამოყენების სფერო მნიშვნელოვნად გაფართოვდება.
ალექსეი ვასილიევი
სუპერკონდენსატორები შეიძლება ეწოდოს ბოლო წლების ყველაზე კაშკაშა განვითარებას. ჩვეულებრივ კონდენსატორებთან შედარებით, იგივე ზომებით, ისინი განსხვავდებიან სიმძლავრით სამი რიგის სიდიდით. ამისათვის კონდენსატორები მიიღეს პრეფიქსი - "სუპერ". მათ შეუძლიათ მოკლე დროში გაათავისუფლონ უზარმაზარი ენერგია.
ისინი ხელმისაწვდომია სხვადასხვა ზომებში და ფორმებში:ძალიან პატარებიდან, რომლებიც დამონტაჟებულია მოწყობილობების ზედაპირზე, არაუმეტეს მონეტის ზომით, დამთავრებული ძალიან დიდი ცილინდრული და პრიზმული. მათი მთავარი მიზანია ძაბვის ვარდნის შემთხვევაში ძირითადი წყაროს (ბატარეის) დუბლირება.
ენერგო ინტენსიური თანამედროვე ელექტრონული და ელექტრული სისტემები დიდ მოთხოვნებს აყენებს ელექტრომომარაგებაზე. განვითარებად აღჭურვილობას (ციფრული კამერებიდან დაწყებული ელექტრონული ხელსაწყოებით და ელექტრო სატრანსპორტო საშუალებების გადაცემამდე) საჭიროებს ენერგიის შესანახად და მიწოდებას.
თანამედროვე დეველოპერები ამ პრობლემას ორი გზით წყვეტენ:
- ბატარეის გამოყენება, რომელსაც შეუძლია მაღალი დენის პულსის მიწოდება
- ბატარეასთან პარალელურად შეერთებით სუპერკონდენსატორების დაზღვევად, ე.ი. "ჰიბრიდული" ხსნარი.
ამ უკანასკნელ შემთხვევაში, სუპერკონდენსატორი მოქმედებს როგორც დენის წყარო, როდესაც ბატარეის ძაბვა ეცემა. ეს გამოწვეულია იმით, რომ ბატარეებს აქვთ მაღალი ენერგიის სიმკვრივე და დაბალი სიმძლავრის სიმკვრივე, ხოლო სუპერკონდენსატორები, პირიქით, ხასიათდებიან დაბალი ენერგიის სიმკვრივით, მაგრამ მაღალი სიმძლავრის სიმკვრივით, ე.ი. ისინი უზრუნველყოფენ დატვირთვას გამონადენის დენს. აკუმულატორის პარალელურად სუპერკონდენსატორის შეერთებით, შეგიძლიათ მისი უფრო ეფექტურად გამოყენება და, შესაბამისად, გახანგრძლივება მისი მომსახურების ვადა.
სად გამოიყენება სუპერკონდენსატორები?
ვიდეო: სუპერკონდენსატორის ტესტირება 116.6F 15V (6*700F 2.5V), სტარტერ ბატარეის ნაცვლად მანქანაში
საავტომობილო ელექტრონულ სისტემებში ისინი გამოიყენება ძრავების დასაწყებად., რითაც ამცირებს ბატარეის დატვირთვას. ისინი ასევე შესაძლებელს ხდიან წონის შემცირებას გაყვანილობის დიაგრამების შემცირებით. ისინი ფართოდ გამოიყენება ჰიბრიდულ მანქანებში, სადაც გენერატორი კონტროლდება შიდა წვის ძრავით, ხოლო ელექტროძრავა (ან ძრავები) მართავს მანქანას, ე.ი. სუპერკონდენსატორი (ენერგეტიკული ქეში) გამოიყენება როგორც დენის წყარო აჩქარებისა და მოძრაობის დროს და „იტენება“ დამუხრუჭებისას. მათი გამოყენება პერსპექტიულია არა მხოლოდ სამგზავრო მანქანებში, არამედ ურბანულ ტრანსპორტშიც, რადგან ახალი ტიპის კონდენსატორები შესაძლებელს ხდის საწვავის მოხმარების შემცირებას 50%-ით და გარემოში მავნე აირების გამოყოფის შემცირებას 90%-ით.
სუპერკონდენსატორის ბატარეას სრულად ვერ შევცვლი ჯერ, მაგრამ ეს მხოლოდ დროის საკითხია. ბატარეის ნაცვლად სუპერკონდენსატორის გამოყენება სულაც არ არის ფანტასტიკური. თუ QUT უნივერსიტეტის ნანოტექნოლოგები სწორ გზას გაუყვებიან, უახლოეს მომავალში ეს რეალობად იქცევა. სხეულის პანელები, რომლებიც შეიცავს უახლესი თაობის სუპერკონდენსატორების, შეძლებენ იმოქმედონ როგორც ბატარეები. ამ უნივერსიტეტის თანამშრომლებმა მოახერხეს ლითიუმ-იონური ბატარეებისა და სუპერკონდენსატორების უპირატესობების ახალ მოწყობილობაში გაერთიანება. ახალი თხელი, მსუბუქი და ძლიერი სუპერკონდენსატორი შედგება ნახშირბადის ელექტროდებისგან, მათ შორის განთავსებული ელექტროლიტით. ახალი პროდუქტის, მეცნიერთა აზრით, შესაძლებელია სხეულის ნებისმიერ ადგილას დაყენება.
მაღალი ბრუნვის (საწყისი ბრუნვის) წყალობით, მათ შეუძლიათ გააუმჯობესონ საწყისი მახასიათებლები დაბალ ტემპერატურაზე და გააფართოვონ ენერგოსისტემის შესაძლებლობები ახლა. ენერგოსისტემაში მათი გამოყენების მიზანშეწონილობა აიხსნება იმით, რომ მათი დატენვის/დამუხტვის დრო 5-60 წამია. გარდა ამისა, მათი გამოყენება შესაძლებელია ზოგიერთი სამანქანო მოწყობილობის სადისტრიბუციო სისტემაში: სოლენოიდები, კარის საკეტის რეგულირების სისტემები და ფანჯრის მინის პოზიციები.
DIY სუპერკონდენსატორი
თქვენ შეგიძლიათ გააკეთოთ სუპერკონდენსატორი საკუთარი ხელით. ვინაიდან მისი დიზაინი შედგება ელექტროლიტისა და ელექტროდებისგან, თქვენ უნდა გადაწყვიტოთ მათთვის განკუთვნილი მასალა. სპილენძი, უჟანგავი ფოლადი ან სპილენძი საკმაოდ შესაფერისია ელექტროდებისთვის. შეგიძლიათ აიღოთ, მაგალითად, ძველი ხუთკაპიკიანი მონეტები. ასევე დაგჭირდებათ ნახშირბადის ფხვნილი (გააქტიურებული ნახშირბადი შეგიძლიათ შეიძინოთ აფთიაქში და დაფქვით). ჩვეულებრივი წყალი იქნება ელექტროლიტი, რომელშიც თქვენ უნდა დაითხოვოთ სუფრის მარილი (100:25). ხსნარს ურევენ ნახშირის ფხვნილს, რათა წარმოიქმნას მასის კონსისტენცია. ახლა ის უნდა იქნას გამოყენებული ორივე ელექტროდზე რამდენიმე მილიმეტრიანი ფენით.
რჩება მხოლოდ ელექტროდების გამყოფი შუასადებების შერჩევა, რომლის ფორებში ელექტროლიტი თავისუფლად გაივლის, მაგრამ ნახშირბადის ფხვნილი შენარჩუნდება. მინაბოჭკოვანი ან ქაფის რეზინი შესაფერისია ამ მიზნებისათვის.
ელექტროდები – 1,5; ნახშირბად-ელექტროლიტური საფარი – 2,4; შუასადებები - 3.
თქვენ შეგიძლიათ გამოიყენოთ პლასტმასის ყუთი, როგორც გარსაცმები, მასში ადრე გაბურღული ხვრელები ელექტროდებზე შედუღებული მავთულისთვის. მავთულის ბატარეასთან დაკავშირების შემდეგ, ჩვენ ველოდებით "ionix" დიზაინის დამუხტვას, ასე დასახელებულია, რადგან ელექტროდებზე იონების განსხვავებული კონცენტრაცია უნდა ჩამოყალიბდეს. დატენვის შემოწმება უფრო ადვილია ვოლტმეტრის გამოყენებით.
არის სხვა გზებიც. მაგალითად, თუნუქის ქაღალდის გამოყენებით (თუნუქის ფოლგა - შოკოლადის შესაფუთი), თუნუქის ნაჭრები და ცვილის ქაღალდი, რომელიც შეგიძლიათ თავად გააკეთოთ ქაღალდის ზოლების დაჭრით და ჩაძირვით მდნარ, მაგრამ არა ადუღებულ პარაფინში რამდენიმე წუთის განმავლობაში. ზოლების სიგანე უნდა იყოს ორმოცდაათი მილიმეტრი და სიგრძე ორასიდან სამას მილიმეტრამდე. პარაფინიდან ზოლების ამოღების შემდეგ, დანის ბლაგვი მხარით უნდა გამოფხეკით პარაფინი.
პარაფინით გაჟღენთილი ქაღალდი იკეცება აკორდეონის ფორმაში (როგორც სურათზე). ორივე მხრიდან, სტანიოლის ფურცლები ჩასმულია ხარვეზებში, რომლებიც შეესაბამება ზომას 45x30 მილიმეტრს. სამუშაო ნაწილის ამგვარად მომზადების შემდეგ, იგი იკეცება და შემდეგ უთოვდება თბილი უთოთი. სტანიოლის დარჩენილი ბოლოები ერთმანეთთან გარედან არის დაკავშირებული. ამისთვის შეგიძლიათ გამოიყენოთ მუყაოს ფირფიტები და თითბერის ფირფიტები თუნუქის კლიპებით, რომლებზეც მოგვიანებით ადუღებენ დირიჟორებს, რათა კონდენსატორი დამონტაჟდეს.
კონდენსატორის ტევადობა დამოკიდებულია სტანიოლის ფოთლების რაოდენობაზე. უდრის, მაგალითად, ათას პიკოფარადს ათი ასეთი ფურცლის გამოყენებისას და ორი ათასის, თუ მათი რიცხვი გაორმაგდება. ეს ტექნოლოგია შესაფერისია კონდენსატორების წარმოებისთვის, რომელთა სიმძლავრეა ხუთ ათას პიკოფარადამდე.
თუ დიდი ტევადობაა საჭირო, მაშინ უნდა გქონდეთ ძველი მიკროფარადის ქაღალდის კონდენსატორი, რომელიც წარმოადგენს ლენტის რულონს, რომელიც შედგება ცვილის ქაღალდის ზოლებისგან, რომელთა შორისაა სტანიოლის ფოლგის ზოლი.
ზოლების სიგრძის დასადგენად გამოიყენეთ ფორმულა:
l = 0,014 C/a, სადაც საჭირო კონდენსატორის ტევადობა pF-ში არის C; ზოლების სიგანე სმ-ში – a: სიგრძე სმ-ში – 1.
ძველი კონდენსატორისგან საჭირო სიგრძის ზოლების ამოხსნის შემდეგ, ყველა მხრიდან ამოიღეთ 10 მმ-იანი ფოლგა, რათა თავიდან აიცილოთ კონდენსატორის ფირფიტები ერთმანეთთან დაკავშირება.
ლენტი ხელახლა უნდა დაიბრუნოს, ოღონდ ჯერ ფოლგის თითოეულ ზოლზე მიბმული მავთულის შედუღებით. კონსტრუქცია ზემოდან დაფარულია სქელი ქაღალდით, ხოლო ორი სამონტაჟო მავთული (მყარი) დალუქულია ქაღალდის კიდეებზე, რომლებიც ამოიწურება, რომელზედაც კონდენსატორიდან გამოყვანილი მილები შედუღებულია ქაღალდის ყდის შიგნით (იხ. სურათი). ბოლო ნაბიჯი არის სტრუქტურის პარაფინით შევსება.
ნახშირბადის სუპერკონდენსატორების უპირატესობები
იმის გამო, რომ ელექტრომობილების მსვლელობა დღეს მთელ პლანეტაზე არ შეიძლება იგნორირებული იყოს, მეცნიერები მუშაობენ საკითხზე, რომელიც დაკავშირებულია მათ ყველაზე სწრაფ დამუხტვასთან. ბევრი იდეა ჩნდება, მაგრამ მხოლოდ რამდენიმე კეთდება პრაქტიკაში. მაგალითად, ჩინეთში, ქალაქ ნინგბოში უჩვეულო ურბანული სატრანსპორტო მარშრუტი ამოქმედდა. მასზე მომუშავე ავტობუსი ელექტროძრავით იკვებება, მაგრამ დამუხტვას მხოლოდ ათი წამი სჭირდება. მასზე ხუთ კილომეტრს გადის და ისევ მგზავრების ჩამოსვლის/აყვანისას ახერხებს დატენვას.
ეს შესაძლებელი გახდა ახალი ტიპის კონდენსატორების - ნახშირბადის გამოყენების წყალობით.
ნახშირბადის კონდენსატორებიმათ შეუძლიათ გაუძლონ დაახლოებით მილიონი დატენვის ციკლს და იდეალურად მუშაობენ ტემპერატურის დიაპაზონში მინუს ორმოციდან პლუს სამოცდახუთ გრადუსამდე. ისინი აღდგენის გზით აბრუნებენ ენერგიის 80%-მდე.
მათ წამოიწყეს ენერგიის მენეჯმენტის ახალი ერა, შეამცირეს გამონადენი და დატენვის დრო ნანოწამამდე და შეამცირეს მანქანის წონა. ამ უპირატესობებს შეგვიძლია დავამატოთ დაბალი ღირებულება, რადგან იშვიათი დედამიწის ლითონები და გარემოსდაცვითი კეთილგანწყობა არ გამოიყენება წარმოებაში.