CC BY
134Список литературы
1. Киловатты про запас. [Электронный ресурс]. Режим доступа: http://www.ng.ru/energy/2009-06-09/11_kilowatts.html/ (дата обращения: 19.05.2017).
2. Индуктивные и кинетические накопители энергии. [Электронный ресурс]. Режим доступа: http://poznayka.org/s29823t1.html/ (дата обращения: 15.05.2017).
3. Сверхпроводящие индуктивные накопители энергии (SMES, D-SMES). [Электронный ресурс]. Режим доступа: http://wiki2.gridology.ш/wiki/Сверхпроводя щие_индуктивные_накопители_энергии_(SMES,_D-SMES)/ (дата обращения: 15.05.2017).
СУПЕРКОНДЕНСАТОРЫ Мифтахов К.Р.1, Орлов А.В.2
Мифтахов Камиль Рашитович - студент, направление: мехатроника и робототехника, кафедра автоматизации технологических процессов; 2Орлов Алексей Вениаминович - кандидат технических наук, доцент, кафедра естественно-научных и общепрофессиональных дисциплин,
Филиал федерального государственного бюджетного общеобразовательного учреждения
высшего образования Уфимский государственный авиационный технический университет, г. Стерлитамак
Аннотация: в статье рассмотрено принципиально новое устройство для накопления заряда и энергии электрического поля; уделено внимание перспективам развития. Ключевые слова: аккумулятор, накопитель энергии, конденсатор, суперконденсатор.
Суперконденсатор (ионистор) — конденсатор с электролитом из органического или неорганического материала, роль обкладок в котором выполняет двойной электрический слой на границе раздела электрода и электролита [1].
При изготовлении электродов используют пористые материалы, например, вспененные материалы, а также активированный уголь. Стоит отметить, что подборка данных металлов происходит согласно с типом электролита. Суммарная площадь поверхности пористого материала превышает во много раз площадь подобного, обладающего гладкой поверхностью, что способствует хранению заряда в большем объеме. Однако в настоящее время суперконденсаторы обладают на порядок меньшей плотностью энергии, нежели аккумуляторы. Стоит также отметить, что на плотность мощности суперконденсатора напрямую влияет его внутреннее сопротивление. Благодаря последним разработкам, в новых моделях суперконденсаторов значительно уменьшилось внутреннее сопротивление, что позволило повысить их мощность.
Ввиду того, что технология создания суперконденсаторов не совершенна, их широкомасштабное производство не представляется возможным из-за довольно высокой стоимости. На данный момент удельная энергия аккумуляторов выше, чем у суперконденсаторов. Также стоит отметить, что скорость отдачи заряда суперконденсаторов значительно ниже, чем у обычных конденсаторов.
К преимуществам ионисторов относят большие максимальные токи зарядки и разрядки, а также простую конструкцию зарядного устройства. К одним из самых важных плюсов ионисторов стоит отнести чрезвычайно малую деградацию после многочисленных циклов заряда и разряда. Также ионисторы могут похвастаться довольно малой массой относительно других конденсаторов. Нельзя не отметить экологичность материалов, из которых изготавливаются суперконденсаторы.
СОВРЕМЕННЫЕ ИННОВАЦИИ № 6(20) 2017 | 42 |
На данном этапе развития ионисторы активно используются компаниями Hyundai Motor и «Тролза» для питания автобусов, которые они выпускают.
Перспективно использование ионисторов как элементы питания для троллейбусов. Троллейбус, питаемый суперконденсатором, по маневренности будет сопоставим с автобусом.
Ё-мобиль — прототип электромобиля, который базировался на использовании ионистора как главного средства для накопления электрической энергии.
Также есть попытки объединения ионистора и аккумулятора воедино, благодаря чему оба элемента взаимно удаляют свои минусы. Таким образом, возможно создание накопителя с огромным запасом энергии и довольно малой ценой.
Ионисторы нашли применение и в автогонках. Система KERS, применяющаяся в «Формуле-1», использует именно ионисторы.
Также суперконденсаторы используют в бытовой технике, где необходимо в короткий промежуток времени восполнить заряд энергии [2].
По заявлению сотрудников MIT, суперконденсаторы в ближайшем будущем способны полностью занять нишу устройств, хранящих электрическую энергию. Кроме того, был создан аккумулятор на основе ионистора, в котором в его материал ввели железо в виде наночастиц. Благодаря появлению туннельного эффекта полученное устройство смогло пропускать электроны в два раза быстрее.
Американские ученые разработали новый тип суперконденсатора, который построен на основе пористой структуры, где графен покрывают мелкими частицами оксида рутения. Поры «графеновой пены» имеют размеры, подходящие для удерживания частиц оксидов переходных металлов. Полученные суперконденсаторы становятся все более перспективными.
Данные исследования наводят на мысль о создании идеального средства хранения энергии. Ионисторы на основе «графеновой пены» прошли основные испытания, показав малую деградацию даже после восьми тысяч перезарядок [3].
В заключение хотелось бы отметить, что суперконденсаторы уже на данный момент представляют собой довольно мощные устройства, способные хранить электрическую энергию. При их дальнейшей разработке и модификации они, как уже отмечалось, способны заменить обычные аккумуляторы.
Список литературы
1. Ионистор. [Электронный ресурс]. Режим доступа: https://ru.wikipedia.org/wiki/Ионистор/ (дата обращения: 02.06.2017).
2. Что такое суперконденсаторы. [Электронный ресурс]. Режим доступа: http://electrik.info/main/news/902-chto-takoe-superkondensatory.html/ (дата обращения: 31.05.2017).
3. Графеновый суперконденсатор емкостью 10 тысяч (!) Фарад. [Электронный ресурс]. Режим доступа: http://scorcher.ru/journal/art/art2359.php/ (дата обращения: 28.05.2017).
| 43 | СОВРЕМЕННЫЕ ИННОВАЦИИ № 6(20) 2017
