슈퍼커패시터 - 장치, 실제 적용, 장단점

슈퍼캐패시터란?

슈퍼커패시터 또는 슈퍼커패시터는 일반 전해 커패시터와 유사하지만 훨씬 더 높은 전기 용량(매우 큰 커패시터)에서 후자와 다릅니다. 특성면에서 ionistor는 배터리와 커패시터 사이의 교차점입니다. 그의 장치는 전기 이중층이 있는 커패시터로 설명될 수 있습니다. 슈퍼 커패시터가 영어 리소스에서 EDLC(Electric Double Layer Capacitor)라고 불리는 것은 아무것도 아닙니다.

이러한 커패시터는 기존 커패시터에서와 같이 단순히 플레이트 사이의 유전체에 저장된 전기장 때문이 아니라 내부에서 발생하는 전기화학 프로세스 덕분에 작동합니다. 플레이트 사이에는 고전적인 유전체 층이 없으며 플레이트 자체는 반대 유형의 전하 캐리어가 다른 물질로 만들어집니다.

그 정도 커패시터의 커패시턴스 판의 면적에 정비례합니다. 큰 용량을 얻으려면 플레이트의 넓은 영역이 필요합니다. 이러한 이유로 슈퍼커패시터의 전극은 일반적으로 "플레이트"의 매우 중요한 영역을 제공하는 발포 탄소로 만들어집니다.

전극은 분리기로 분리되어 있으며 고체 산 또는 알칼리성 전해질에 있습니다. 분리기는 전극 사이의 단락을 제거합니다. 루비듐, 은 및 요오드의 결정질 전해질은 저온에 강한 고용량, 낮은 자체 방전 이온 발생기를 만들 수 있습니다.

예를 들어 황산 용액을 기반으로 내부 저항이 낮은 슈퍼 커패시터가 얻어지지만 이러한 슈퍼 커패시터의 작동 전압은 1V로 제한되며 이러한 솔루션은 독성이 있으므로 거의 사용되지 않습니다.

슈퍼커패시터의 전기화학 반응으로 인해 일부 전자가 전극에서 빠져나와 전극을 양전하로 충전합니다. 음이온은 전해질에 의해 양전하를 띤 전극으로 끌립니다. 이것은 전기적 층을 형성합니다.

그 결과 슈퍼커패시터의 전하는 탄소와 전해질의 계면에 저장되며, 양이온과 음이온이 형성하는 전기층의 두께는 1~5nm에 불과해 커패시터 판 사이의 아주 작은 거리에 해당한다. . 이로 인해 패럿 단위로 측정되는 상당한 정전 용량이 발생합니다. 슈퍼 커패시터는 극성이므로 회로에 연결할 때 올바른 극성을 관찰해야 합니다.

슈퍼커패시터의 적용

오늘날 슈퍼커패시터는 디지털 기술에서 마이크로컨트롤러, 메모리 회로, CMOS 칩, 전자 시계 등을 위한 백업 전원 공급 장치로 자주 사용됩니다.

배터리와 함께 사용할 경우 슈퍼커패시터는 효율성을 높이고 배터리의 무게와 크기를 줄여 최대 부하 시 추가 전력을 제공할 수 있습니다.

커패시터와 배터리 사이의 중간 위치에 있는 슈퍼커패시터는 회생 제동 시스템의 에너지 저장, 저전력 애플리케이션 및 고속 충전 애플리케이션(번개, 플레이어, 메모리 등)과 같은 다양한 분야에 적용할 수 있습니다.

미래에는 휴대용 전자 장치, 전기 자동차 및 오늘날 배터리로 작동하는 모든 것이 포함될 가능성이 높으며 몇 분 안에 충전할 수 있다는 장점이 있습니다. 슈퍼커패시터는 단기 전력 소비 조건에서 많은 수의 충방전 주기가 필요한 경우에도 필수 불가결합니다.

오늘날 슈퍼커패시터의 성공적인 적용 분야 중 일부만 나열합니다.

• 풍력 에너지,
• 의료 장비,
• 중복 전원 공급 장치,
• 에너지 비축,
• 제동 에너지 재생,
• 가전제품 및 주방용품용 식품,
• 전원 LED 및 센서,
• 백업 메모리,
• 전자 잠금 장치의 전원 공급 장치 유지,
• 전압 안정화.

장점과 단점

슈퍼커패시터의 단점은 낮은 작동 전압(셀당 최대 2.7볼트, 배터리에 슈퍼커패시터를 수집해야 함)과 배터리 및 커패시터에 비해 다소 높은 가격입니다.

슈퍼커패시터의 긍정적인 특성: 충전 및 방전 속도, 수십만 주기의 리소스, 유지 보수가 필요 없음, 작은 크기 및 무게, 사용 용이성, 광범위한 작동 온도, 긴 서비스 수명.

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