Твердотельные конденсаторы EDLC

Конечно же, конденсаторы обладают рядом преимуществ перед аккумуляторами, ведь для них процессы зарядки и разрядки происходят намного быстрее. Но батареи имеют большую энергетическую емкость, чем конденсаторные устройства.

Современные исследователи также умудрились разработать особенные конденсаторы, состоящие из нескольких слоев, которые по своим емкостным характеристикам приравниваются к аккумуляторам, не теряя огромной скорости циклических процессов зарядки и разрядки. Их называют суперконденсаторами EDLC.

Единственной серьезной проблемой таких устройств является применение жидких электролитов или специальных гелиевых основ. Такие вещества не могут обеспечить высококачественную работу конденсатора при неблагоприятных температурах. Именно поэтому пришло время для очередной гениальной разработки современных ученых. Хьюстонский университет Райс стал легендарным учреждением, где нанотехнологии и великие умы человечества создали твердотельный конденсатор максимальной емкости, что помогло решить вышеуказанные проблемы.

В основе работы таких конденсаторов лежат сгруппированные системы нанотрубок из углерода: длина – 50 микрон, а диаметр – около 20 нм. Все множество таких трубочек предназначено для создания максимально возможной площади эффективной поверхности, благодаря чему появляется высокая электрическая емкость. Все группы нанотрубок соединяются с металлической поверхностью, которая состоит из тончайших прослоек титана и золота. Именно эти металлы гарантируют всей конструкции высокий уровень проводимости электрода, а также мощную связь между ним и трубками.

Поверхность всех трубок покрывается небольшим слоем оксида алюминия для получения слоя конденсаторного диэлектрика, над которым создается очередной слой оксида цинка. Его предназначением является получение конденсаторного электрода. Чтобы максимально увеличить электропроводность полученного электрода, цинк также покрывается тонкой прослойкой серебра.

Как показали исследования, полученный твердотельный конденсатор одинаково идеально работает в любых температурных режимах и поддерживает высокоскоростные циклы зарядки или разрядки. Новая технология практически не имеет ограничений по формам и размерам, что позволяет использовать её в целом множестве современных электронных устройств и приборов. К тому же, такое производство не требует слишком больших финансовых затрат. Ученые активно работают над внедрением твердотельных суперконденсаторов в электромобили, устанавливая их во внутренней части кузова. Они также отлично подойдут для применения в конструкции модернизированных роботов, обеспечивая им практически бесконечных запас энергии на основе собственных сбережений.

Главный разработчик новых твердотельных суперконденсаторов, Кэри Пинт, заявил, что использование подобных устройств может стать гениальным решением, практически для всех сфер деятельности человека, включая всевозможные датчики, биологические имплантанты, подвижные системы и дисплеи, которые нуждаются в высокой энергоемкости и быстроте передачи, а также возобновлении энергетических ресурсов.

Разработчики из Иллинойса в данный момент работают над созданием гибридного устройства, соединяющего в себе лучшие качества конденсаторов и аккумуляторных батарей. Однако их разработки базируются на модернизации литий-ионных аккумуляторов.

Первоисточник информации - http://www.gizmag.com/solid-state-capacitor/19625/