Vnitřní odpor ionistoru. Ionistory (superkondenzátory) - zařízení, typy, použití. » poměrně nízká hustota energie

Elektrická kapacita zeměkoule, jak je známá z kurzů fyziky, je přibližně 700 μF. Obyčejný kondenzátor této kapacity lze hmotností a objemem přirovnat k cihle. Existují ale i kondenzátory s elektrickou kapacitou zeměkoule, velikostí rovnou zrnku písku – superkondenzátory.

Taková zařízení se objevila relativně nedávno, asi před dvaceti lety. Říká se jim jinak: ionistory, ionixy nebo jednoduše superkondenzátory.

Nemyslete si, že jsou dostupné pouze některým leteckým firmám s vysokým létáním. Dnes si můžete v obchodě koupit ionistor o velikosti mince a kapacitě jednoho farada, což je 1500krát větší kapacita zeměkoule a blíží se kapacitě největší planety sluneční soustava- Jupiter.

Jakýkoli kondenzátor uchovává energii. Abychom pochopili, jak velká nebo malá je energie uložená v superkondenzátoru, je důležité ji s něčím porovnat. Zde je poněkud neobvyklý, ale jasný způsob.

Energie obyčejného kondenzátoru stačí na to, aby skočil asi metr a půl. Maličký superkondenzátor typu 58-9V o hmotnosti 0,5 g, nabitý napětím 1 V, mohl vyskočit do výšky 293 m!

Někdy si myslí, že ionistory mohou nahradit jakoukoli baterii. Novináři zobrazili budoucí svět s tichými elektrickými vozidly poháněnými superkondenzátory. Ale to je ještě hodně daleko. Ionistor o hmotnosti jeden kg je schopen akumulovat 3000 J energie a nejhorší olověná baterie je 86 400 J - 28x více. Při dodání vysokého výkonu v krátké době se však baterie rychle opotřebovává a je vybitá jen z poloviny. Ionistor vydává opakovaně a bez sebemenší újmy jakýkoli výkon, pokud to propojovací vodiče vydrží. Superkondenzátor lze navíc nabít během několika sekund, přičemž baterie k tomu obvykle potřebuje hodiny.

To určuje rozsah použití ionistoru. Je dobrý jako zdroj energie pro zařízení, která spotřebovávají krátkodobě, ale poměrně často více síly: elektronická zařízení, svítilny, startéry automobilů, elektrické sbíječky. Ionistor může mít také vojenské využití jako zdroj energie pro elektromagnetické zbraně. A v kombinaci s malá elektrárna Ionistor umožňuje vytvářet automobily s elektrickým pohonem kol a spotřebou paliva 1-2 litry na 100 km.

Ionistory pro širokou škálu kapacit a provozních napětí jsou k dispozici na prodej, ale jsou poměrně drahé. Pokud tedy máte čas a zájem, můžete si zkusit vyrobit ionistor sami. Než ale poskytnu konkrétní radu, trocha teorie.

Z elektrochemie je známo: při ponoření kovu do vody se na jeho povrchu vytvoří tzv. dvojitá elektrická vrstva skládající se z opačných elektrických nábojů – iontů a elektronů. Mezi nimi působí síly vzájemná přitažlivost, ale nálože se nemohou přiblížit. Tomu brání přitažlivé síly vody a molekul kovů. Elektrická dvojvrstva ve svém jádru není nic jiného než kondenzátor. Náboje soustředěné na jeho povrchu fungují jako desky. Vzdálenost mezi nimi je velmi malá. A jak je známo, kapacita kondenzátoru se zvyšuje se zmenšující se vzdáleností mezi jeho deskami. Proto například kapacita běžného ocelového paprsku ponořeného do vody dosahuje několika mF.

V podstatě se ionistor skládá ze dvou elektrod ponořených do elektrolytu s velmi velká plocha, na jehož povrchu se vlivem přiloženého napětí vytvoří dvojitá elektrická vrstva. Pravda, s použitím obyčejných plochých desek by bylo možné získat kapacitu jen několik desítek mF. Pro získání velkých kapacit charakteristických pro ionistory používají elektrody vyrobené z porézních materiálů, které mají velký povrch pórů při malém vnější rozměry.

Pro tuto roli byly kdysi zkoušeny houbovité kovy od titanu po platinu. Nesrovnatelně lepší však bylo... obyčejné aktivní uhlí. Jedná se o dřevěné uhlí, které se po speciální úpravě stává porézní. Plocha pórů 1 cm3 takového uhlí dosahuje tisíců metrů čtverečních a kapacita dvojité elektrické vrstvy na nich je deset faradů!

Domácí ionistor Obrázek 1 ukazuje konstrukci ionistoru. Skládá se ze dvou kovových desek přitlačených těsně k „náplni“ aktivního uhlí. Uhlí je položeno ve dvou vrstvách, mezi nimiž je tenká separační vrstva látky, která nevede elektrony. To vše je napuštěno elektrolytem.

Při nabíjení ionistoru se v jedné polovině uhlíkových pórů vytvoří dvojitá elektrická vrstva s elektrony na povrchu a ve druhé polovině s kladnými ionty. Po nabití začnou ionty a elektrony proudit k sobě. Když se setkají, vytvoří se neutrální atomy kovu a nahromaděný náboj se sníží a časem může úplně zmizet.

Aby se tomu zabránilo, je mezi vrstvy aktivního uhlí vložena separační vrstva. Může se skládat z různých tenkých plastových fólií, papíru a dokonce i vaty.
V amatérských ionizátorech je elektrolytem 25% roztok kuchyňské soli nebo 27% roztok KOH. (Při nižších koncentracích se na kladné elektrodě nevytvoří vrstva záporných iontů.)

Jako elektrody se používají měděné desky s předpájenými dráty. Jejich pracovní plochy by měly být očištěny od oxidů. V tomto případě je vhodné použít hrubý brusný papír, který zanechává škrábance. Tyto škrábance zlepší přilnavost uhlí k mědi. Pro dobrou přilnavost je třeba desky odmastit. Odmašťování desek se provádí ve dvou fázích. Nejprve se umyjí mýdlem a poté se otírají zubním práškem a smyjí proudem vody. Poté byste se jich neměli dotýkat prsty.

Aktivní uhlí zakoupené v lékárně se rozemele v hmoždíři a smícháním s elektrolytem se získá hustá pasta, kterou rozetřeme na důkladně odmaštěné plechy.

Při prvním testu se desky s papírovým těsněním položí jedna na druhou, načež se pokusíme nabít. Ale je tu jemnost. Když je napětí větší než 1 V, začne se uvolňovat plyny H2 a O2. Ničí uhlíkové elektrody a neumožňují našemu zařízení pracovat v režimu kondenzátor-ionistor.

Proto jej musíme nabíjet ze zdroje s napětím ne vyšším než 1 V. (To je napětí pro každý pár destiček, které je doporučeno pro provoz průmyslových ionistorů.)

Podrobnosti pro zvědavce

Při napětí větším než 1,2 V se ionistor změní na plynovou baterii. Jedná se o zajímavé zařízení, také sestávající z aktivního uhlí a dvou elektrod. Ale konstrukčně je řešen jinak (viz obr. 2). Obvykle vezměte dvě uhlíkové tyče ze staré galvanický článek a kolem nich uvažte gázové sáčky s aktivním uhlím. Jako elektrolyt se používá roztok KOH. (Neměl by se používat roztok kuchyňské soli, protože při jejím rozkladu se uvolňuje chlór.)

Energetická náročnost plynové baterie dosahuje 36 000 J/kg, neboli 10 Wh/kg. To je 10krát více než u ionistorů, ale 2,5krát méně než u konvenčních olověných baterií. Plynová baterie však není jen baterie, ale velmi unikátní palivový článek. Při jeho nabíjení se na elektrodách uvolňují plyny – kyslík a vodík. „Usazují se“ na povrchu aktivního uhlí. Když se objeví zatěžovací proud, jsou spojeny a tvoří vodu a elektrický proud. Tento proces však probíhá velmi pomalu bez katalyzátoru. A jak se ukázalo, katalyzátorem může být pouze platina... Plynová baterie tedy na rozdíl od ionistoru nemůže produkovat vysoké proudy.

Nicméně moskevský vynálezce A.G. Presnyakov (http://chemfiles.narod.r u/hit/gas_akk.htm) úspěšně použil plynovou baterii ke spuštění motoru nákladního automobilu. Jeho značná váha – téměř třikrát větší než obvykle – se v tomto případě ukázala jako snesitelná. Nízká cena a nepřítomnost škodlivých materiálů, jako je kyselina a olovo, se však zdály mimořádně atraktivní.

Ukázalo se, že plynová baterie nejjednodušší konstrukce je náchylná k úplnému samovybití za 4-6 hodin. Tím byly experimenty ukončeny. Kdo potřebuje auto, které nelze nastartovat po zaparkování přes noc?

A přesto „velká technika“ nezapomněla na plynové baterie. Výkonné, lehké a spolehlivé, najdeme je na některých satelitech. Proces v nich probíhá pod tlakem asi 100 atm a jako absorbér plynu se používá houbový nikl, který za takových podmínek působí jako katalyzátor. Celé zařízení je uloženo v ultralehkém válci z uhlíkových vláken. Výsledné baterie mají energetickou kapacitu téměř 4x vyšší než u olověných baterií. Elektromobil na nich mohl ujet zhruba 600 km. Ale bohužel jsou stále velmi drahé.

Hype kolem stavby Elona Muska „Gigafactory na baterie“ pro výrobu lithium-iontové baterie ještě neutichla, když se objevila zpráva o události, která by mohla výrazně upravit plány „miliardářského revolucionáře“.
Toto je nedávná tisková zpráva společnosti. Společnost Sunvault Energy Inc., který spolu s Edison Power Company podařilo vytvořit největší grafenový superkondenzátor na světě s kapacitou 10 tisíc (!) Faradů.
Tento údaj je tak fenomenální, že vzbuzuje mezi domácími odborníky pochybnosti – v elektrotechnice dokonce 20 mikrofaradů (tedy 0,02 milifaradů), to je hodně. Není však pochyb o tom, že ředitelem Sunvault Energy je Bill Richardson, bývalý guvernér Nového Mexika a bývalý ministr energetiky USA.

Bill Richardson je známý a uznávaný muž: sloužil jako americký velvyslanec při OSN, několik let pracoval v think-tanku Kissinger a McLarty a byl dokonce nominován na Nobelovu cenu za své úspěchy při osvobozování Američanů zajatých militanty. v různých „horkých místech“ míru. V roce 2008 byl jedním z kandidátů Demokratické strany na prezidenta Spojených států, ale prohrál s Barackem Obamou. Dnes Sunvault rychle roste, protože vytvořil společný podnik s Edison Power Company s názvem Supersunvault a představenstvo nová společnost zahrnovali nejen vědce (jeden z ředitelů je biochemik, další podnikavý onkolog), ale i slavných lidí

s dobrým obchodním duchem. Podotýkám, že jen za poslední dva měsíce společnost navýšila kapacitu svých superkondenzátorů desetinásobně – z tisíce na 10 000 Faradů a slibuje, že ji ještě navýší, aby energie akumulovaná v kondenzátoru stačila na napájení celého domu, to znamená, že Sunvault je připraven jednat přímo jako konkurent Elona Muska, který plánuje výrobu superbaterií typu Powerwall s kapacitou asi 10 kWh.

Výhody grafenové technologie a konec Gigafactory. Zde je třeba připomenout hlavní rozdíl mezi kondenzátory a bateriemi - pokud se první rychle nabíjejí a vybíjejí, ale akumulují málo energie, pak baterie - naopak. Poznámkahlavní výhody grafenových superkondenzátorů.

1. PROTI Rychlé nabíjení

2. — kondenzátory se nabíjejí přibližně 100-1000krát rychleji než baterie. Láce

3. : pokud běžné lithium-iontové baterie stojí asi 500 dolarů za 1 kWh akumulované energie, pak superkondenzátor stojí jen 100 dolarů a do konce roku tvůrci slibují snížení nákladů na 40 dolarů. Svým složením jde o obyčejný uhlík – jeden z nejrozšířenějších chemických prvků na Zemi. Kompaktnost a hustota energie a

4. . Nový grafenový superkondenzátor ohromuje nejen svou fantastickou kapacitou, která převyšuje známé vzorky zhruba tisíckrát, ale také svou kompaktností - má velikost malé knihy, tedy stokrát kompaktnější než kondenzátory 1 Farad. aktuálně používané.. Jsou mnohem bezpečnější než baterie, které se zahřívají, obsahují nebezpečné chemikálie a někdy dokonce explodují samotný Grafen je biologicky odbouratelná látka, to znamená, že se na slunci jednoduše rozpadne a nezničí životní prostředí. Je chemicky neaktivní a nezatěžuje životní prostředí.

5. Jednoduchost nové technologie výroby grafenu. Obrovská území a kapitálové investice, masy pracovníků, toxické a nebezpečné látky používané v technologický postup lithium-iontové baterie jsou v ostrém kontrastu s úžasnou jednoduchostí nové technologie. Faktem je, že grafen (tedy nejtenčí, monoatomický uhlíkový film) se vyrábí v Sunvaultu... pomocí obyčejného CD disku, na který se nalije část grafitové suspenze. Disk se pak vloží do běžné DVD mechaniky a vypálí se laserem speciální program- a grafenová vrstva je připravena! Uvádí se, že tento objev učinil náhodou - student Maher El-Kadi, který pracoval v laboratoři chemika Richarda Kanera. Poté disk vypálil pomocí softwaru LightScribe, aby vytvořil vrstvu grafenu.
Navíc podle prohlášení výkonný ředitel Sunvault Garyho Monahana na konferenci na Wall Street, na které firma pracuje grafenová zařízení pro ukládání energie by mohla být vyrobena konvenčním tiskem na 3D tiskárně- a tím bude jejich výroba nejen levná, ale i prakticky univerzální. A v kombinaci s levnými solárními panely (dnes jejich cena klesla na 1,3 dolaru za W) dají grafenové superkondenzátory milionům lidí šanci získat energetickou nezávislost úplným odpojením od elektrické sítě, a ještě více – stát se vlastní elektřinou. dodavatelů a zničením „přirozených“ monopolů.
Není tedy pochyb: grafen superkondenzátory jsou revoluční průlom v oblasti skladování energie a . A tohle špatné zprávy pro Elona Muska bude výstavba továrny v Nevadě stát přibližně 5 miliard dolarů, které by nebylo snadné „dobyt zpět“ ani bez takových konkurentů. Zdá se, že zatímco výstavba závodu v Nevadě již probíhá a pravděpodobně bude dokončena, další tři, které Musk naplánoval, pravděpodobně nebudou dokončeny.

Vstup na trh? Ne tak brzy, jak bychom chtěli.

Revoluční povaha takové technologie je zřejmá. Další věc je nejasná – kdy se dostane na trh? Již dnes vypadá objemný a drahý lithiový projekt Gigafactory Elona Muska jako dinosaurus industrialismu. Jakkoli však revoluční, potřebné a šetrné k životnímu prostředí nová technologie, to neznamená, že k nám přijde za rok nebo dva. Svět kapitálu se nevyhne finančním šokům, ale těm technologickým se celkem úspěšně vyhýbá. V podobné případy Začínají fungovat zákulisní dohody mezi velkými investory a politickými hráči. Stojí za připomenutí, že Sunvault je společnost sídlící v Kanadě a v představenstvu jsou lidé, kteří sice mají rozsáhlé vazby na politickou elitu Spojených států, ale stále nejsou součástí jejího petrodolarového jádra, kterým jsou více, resp. méně zřetelně bojovat proti zřejmě již začalo.
Co je pro nás nejdůležitější Příležitosti, které nabízejí nové energetické technologie: energetická nezávislost pro zemi a v budoucnu pro každého z jejích občanů. Grafenové superkondenzátory jsou samozřejmě spíše „hybridní“, přechodná technologie, na rozdíl od nich neumožňuje přímou výrobu energie magneto-gravitační technologie, které slibují naprostou změnu samotného vědeckého paradigmatu i vzhledu celého světa. Konečně existuje revoluční finanční technologie, které jsou globální petrodolarovou mafií vlastně tabu. Přesto se jedná o velmi působivý průlom, o to zajímavější, že se odehrává v „doupěti petrodolarové bestie“ – ve Spojených státech.
Ještě před šesti měsíci jsem psal o úspěších Italů v technologii studené fúze, ale během této doby jsme se dozvěděli o působivé technologii LENR americké společnosti SolarTrends a o průlomu německého Gaya-Rosch a nyní o skutečně revoluční technologie grafenových paměťových zařízení. I tento krátký výčet ukazuje, že problém není v tom, že by naše ani žádná jiná vláda neměla možnost snížit účty, které dostáváme za plyn a elektřinu, a to ani v netransparentním výpočtu tarifů.
Kořenem zla je nevědomost těch, kdo platí účty, a neochota těch, kdo je vystavují, cokoliv změnit . Pouze pro obyčejné lidi je touto energií elektřina. Ve skutečnosti je energie vlastního já síla.

Vědecká publikace Science informovala o technologickém průlomu australských vědců v oblasti vytváření superkondenzátorů.

Zaměstnancům Monash University se sídlem v Melbourne se podařilo změnit technologii výroby superkondenzátorů vyrobených z grafenu tak, že výsledné produkty jsou komerčně atraktivnější než dříve existující analogy.

Odborníci už dlouho mluví magické vlastnosti superkondenzátory na bázi grafenu a testy v laboratořích nejednou přesvědčivě prokázaly skutečnost, že jsou lepší než konvenční. Takové kondenzátory s předponou „super“ očekávají tvůrci moderní elektroniky, automobilové společnosti a dokonce i stavitelé alternativních zdrojů elektřiny atd.

Extrémně dlouhý životní cyklus a také schopnost superkondenzátoru nabíjet se v co nejkratším čase umožňují konstruktérům s jejich pomocí řešit složité konstrukční problémy. různá zařízení. Ale do té doby byl triumfální pochod grafenových kondenzátorů blokován jejich nízkou měrnou energií a... V průměru měl ionistor nebo superkondenzátor měrný energetický indikátor řádově 5–8 Wh/kg, což je proti pozadí. rychlé vybití učinil grafenový produkt závislý na nutnosti velmi častého dobíjení.

Australským zaměstnancům Department of Materials Manufacturing Research z Melbourne pod vedením profesora Dana Lee se podařilo zvýšit měrnou hustotu energie grafenového kondenzátoru 12krát. Nyní je tento indikátor pro nový kondenzátor 60 W*h/kg, a to je již důvod mluvit o technická revoluce v této oblasti. Vynálezcům se také podařilo překonat problém rychlého vybíjení grafenového superkondenzátoru a zajistit, že se nyní vybíjí pomaleji než dokonce i standardní baterie.

K tak působivému výsledku pomohl vědcům technologický objev: vzali adaptivní grafen-gelový film a vytvořili z něj velmi malou elektrodu. Vynálezci vyplnili prostor mezi grafenovými listy kapalným elektrolytem tak, že mezi nimi vznikla subnanometrová vzdálenost. Tento elektrolyt je přítomen i v klasických kondenzátorech, kde působí jako vodič elektřiny. Zde se stal nejen vodičem, ale i překážkou vzájemného kontaktu grafenových plátů. Právě tento pohyb umožnil dosáhnout vyšší hustoty kondenzátoru při zachování porézní struktury.

Samotná kompaktní elektroda byla vytvořena technologií, která je známá výrobcům papíru, který všichni známe. Tato metoda Je to docela levné a jednoduché, což nám umožňuje být optimističtí ohledně možnosti komerční výroby nových superkondenzátorů.

Novináři spěchali, aby ubezpečili svět, že lidstvo dostalo podnět k vývoji zcela nových elektronických zařízení. Samotní vynálezci ústy profesora Leeho slíbili, že grafenovému superkondenzátoru velmi rychle pomohou pokrýt cestu z laboratoře do továrny.

Ať se vám to líbí nebo ne, éra elektromobilů se neustále blíží. A v současné době pouze jedna technologie brzdí průlom a převzetí trhu elektromobily, technologií skladování elektrické energie atd. Navzdory všem úspěchům vědců v tomto směru má většina elektrických a hybridních automobilů ve své konstrukci lithium-iontové baterie, které mají své kladné i záporné stránky a dokážou ujet vozidlo pouze na jedno nabití na krátkou vzdálenost. cestovat v hranicích města. Všichni přední světoví výrobci automobilů chápou tento problém a hledají způsoby, jak zvýšit efektivitu elektromobilů. vozidel, což zvýší dojezd na jedno nabití baterie.

Jedním ze způsobů, jak zlepšit účinnost elektromobilů, je shromažďovat a znovu využívat energii, která se při brzdění vozu a při pohybu vozu po nerovném povrchu vozovky mění v teplo. Metody vracení takové energie již byly vyvinuty, ale účinnost jejího sběru a opětovné použití extrémně nízká kvůli nízké provozní rychlosti baterií. Doba brzdění se obvykle měří v sekundách, což je příliš rychlé pro baterie, které se nabíjejí hodiny. Pro akumulaci „rychlé“ energie jsou proto zapotřebí jiné přístupy a akumulační zařízení, jejichž úlohou jsou nejspíše vysokokapacitní kondenzátory, tzv. superkondenzátory.

Bohužel superkondenzátory ještě nejsou připraveny vydat se na velkou cestu, přestože se umí rychle nabíjet a vybíjet, jejich kapacita je stále relativně nízká. Kromě toho je spolehlivost superkondenzátorů také velmi nedostatečná; materiály použité v elektrodách superkondenzátorů se neustále ničí v důsledku opakovaných cyklů nabíjení a vybíjení. A to je stěží přijatelné vzhledem k tomu, že za celou dobu životnosti elektromobilu by počet provozních cyklů superkondenzátorů měl být mnohomilionkrát.

Santhakumar Kannappan a skupina jeho kolegů z Institute of Science and Technology, Gwangju, Korea, mají řešení výše uvedeného problému, jehož základem je jeden z nejúžasnějších materiálů naší doby - grafen. Korejští výzkumníci vyvinuli a vyrobili prototypy vysoce účinné superkondenzátory na bázi grafenu, jejichž kapacitní parametry nejsou horší než u lithium-iontových baterií, ale které jsou schopny velmi rychle akumulovat a uvolňovat svůj elektrický náboj. Navíc i prototypy grafenových superkondenzátorů vydrží mnoho desítek tisíc provozních cyklů, aniž by ztratily své vlastnosti.
Trik, jak dosáhnout tak působivých výsledků, je získat speciální formu grafenu, která má obrovský efektivní povrch. Vědci vyrobili tuto formu grafenu smícháním částic oxidu grafenu s hydrazinem ve vodě a rozdrcením pomocí ultrazvuku. Výsledný grafenový prášek byl zabalen do kotoučových pelet a sušen při teplotě 140 stupňů Celsia a tlaku 300 kg/cm po dobu pěti hodin.

Výsledný materiál se ukázal být velmi porézní; jeden gram takového grafenového materiálu má efektivní plochu rovnou ploše basketbalového hřiště. Porézní charakter tohoto materiálu navíc umožňuje iontové elektrolytické kapalině EBIMF 1 M zcela zaplnit celý objem materiálu, což vede ke zvýšení elektrické kapacity superkondenzátoru.

Měření charakteristik experimentálních superkondenzátorů ukázala, že jejich elektrická kapacita je asi 150 Faradů na gram, hustota akumulace energie je 64 wattů na kilogram a hustota elektrického proudu je 5 ampérů na gram. Všechny tyto vlastnosti jsou srovnatelné s podobnými charakteristikami lithium-iontové baterie, hustota skladování energie a která se pohybuje od 100 do 200 wattů na kilogram. Tyto superkondenzátory však mají jednu obrovskou výhodu: dokážou plně nabít nebo uvolnit veškerý uložený náboj za pouhých 16 sekund. A tentokrát je to nejvíc rychlý čas nabití-vybití dnes.

Tato působivá sada vlastností plus jednoduchá výrobní technologie grafenových superkondenzátorů může ospravedlnit tvrzení výzkumníků, kteří napsali, že jejich „zařízení pro ukládání energie grafenových superkondenzátorů jsou nyní připravena na hromadnou výrobu a mohla by se objevit v nadcházejících generacích elektrických automobilů. “

Skupina vědců z Rice University upravila metodu, kterou vyvinuli, k výrobě grafenu pomocí laseru k výrobě superkondenzátorových elektrod.

Grafen, forma uhlíku, jehož krystalová mřížka je monatomicky tlustá, je od svého objevu mimo jiné považována za alternativu k elektrodám z aktivního uhlí používaných v superkondenzátorech, kondenzátorech s velká kapacita a nízké samosvodové proudy. Čas a výzkum ale ukázaly, že grafenové elektrody nefungují o mnoho lépe než elektrody s mikroporézním aktivním uhlím, a to způsobilo pokles nadšení a omezení řady studií.

Nicméně, grafenové elektrody mít nějaké nepopiratelné výhody ve srovnání s porézními uhlíkovými elektrodami.

Grafenové superkondenzátory může pracovat na vyšších frekvencích a flexibilita grafenu umožňuje na jeho základě vytvářet extrémně tenká a flexibilní zařízení pro ukládání energie, která se ideálně hodí pro použití v nositelné a flexibilní elektronice.

Dvě výše uvedené výhody grafenových superkondenzátorů podnítily další výzkum skupiny vědců z Rice University. Upravili laserem podporovanou metodu výroby grafenu, kterou vyvinuli, k výrobě superkondenzátorových elektrod.

„To, čeho jsme byli schopni dosáhnout, je srovnatelné s výkonem mikrosuperkondenzátorů, které jsou dostupné na trhu elektronických zařízení“- říká James Tour, vědec, který vedl výzkumnou skupinu, “Pomocí naší metody můžeme získat superkondenzátory s jakýmkoli prostorovým tvarem. Když potřebujeme zabalit grafenové elektrody na dostatečně malou plochu, jednoduše je složíme jako list papíru.“

K výrobě grafenových elektrod vědci použili laserová metoda (laserem indukovaný grafém, LIG), ve kterém je silný laserový paprsek namířen na cíl vyrobený z levného polymerního materiálu.

Parametry laserového světla jsou voleny tak, aby z polymeru vypálily všechny prvky kromě uhlíku, který vzniká ve formě porézního grafenového filmu. Tento porézní grafen, jak ukázaly studie, má dostatek skvělá hodnota efektivní oblast povrch, díky čemuž je ideálním materiálem pro elektrody superkondenzátorů.

To, co činí zjištění týmu Rice University tak přesvědčivými, je snadnost výroby porézního grafenu.

„Výroba grafenových elektrod je velmi jednoduchá. To nevyžaduje čistou místnost a proces využívá konvenční průmyslové lasery, které úspěšně fungují na továrních podlahách a dokonce i venku,“ říká James Tour.

Kromě snadné výroby se grafenové superkondenzátory ukázaly velmi působivé vlastnosti. Tato zařízení pro ukládání energie vydržela tisíce cyklů nabití a vybití bez ztráty elektrické kapacity. Navíc elektrická kapacita těchto superkondenzátorů zůstala prakticky nezměněna poté, co byl ohebný superkondenzátor deformován 8 tisíckrát za sebou.

„Ukázali jsme, že technologie, kterou jsme vyvinuli, může vyrábět tenké a flexibilní superkondenzátory, které se mohou stát součástmi flexibilní elektroniky nebo zdrojů energie pro nositelnou elektroniku, které lze zabudovat přímo do oblečení nebo předmětů. každodenní použití“ řekl James Tur.

Ionistor je kondenzátor, jehož desky jsou dvojitou elektrickou vrstvou mezi elektrodou a elektrolytem. Jiný název pro toto zařízení je supercapacitor, ultracapacitor, dvouvrstvý elektrochemický kondenzátor nebo ionix. Má velkou kapacitu, což umožňuje jeho použití jako zdroj proudu.

Zařízení superkondenzátoru

Princip činnosti ionistoru je podobný jako u klasického kondenzátoru, tato zařízení se však liší použitými materiály. Jako obložení v takových prvcích se používá porézní materiál - aktivní uhlí, což je dobrý průvodce nebo pěnové kovy. To umožňuje mnohonásobně zvětšit jejich plochu a vzhledem k tomu, že kapacita kondenzátoru je přímo úměrná ploše elektrod, zvyšuje se ve stejném rozsahu. Kromě toho se jako dielektrikum používá elektrolyt, jako u elektrolytických kondenzátorů, což snižuje vzdálenost mezi deskami a zvyšuje kapacitu. Nejběžnější parametry jsou několik farad při napětí 5-10V.

Typy ionistorů

Existuje několik typů takových zařízení:

• S dokonale polarizovatelnými elektrodami z aktivního uhlí. V takových prvcích nedochází k elektrochemickým reakcím. Jako elektrolyt se používají vodné roztoky hydroxidu sodného (30% KOH), kyseliny sírové (38% H2SO4) nebo organických elektrolytů;
• Jako jedna deska je použita dokonale polarizovatelná elektroda z aktivního uhlí. Druhá elektroda je slabě nebo nepolarizovatelná (anoda nebo katoda, v závislosti na konstrukci);
• Pseudokondenzátory. V těchto zařízeních probíhají na povrchu desek reverzibilní elektrochemické reakce. Mají velkou kapacitu.

Výhody a nevýhody ionistorů

Taková zařízení se používají místo baterií nebo akumulátorů. Ve srovnání s nimi mají takové prvky výhody i nevýhody.

Nevýhody superkondenzátorů:

• nízký vybíjecí proud ve společných prvcích a konstrukce bez této nevýhody jsou velmi drahé;
• napětí na výstupu zařízení během vybíjení klesá;
• v případě zkratu v prvcích velká kapacita vyhoří kontakty s nízkým vnitřním odporem;
• snížené přípustné napětí a rychlost vybíjení ve srovnání s konvenčními kondenzátory;
• vyšší samovybíjecí proud než u baterií.

Výhody ultrakondenzátorů:

• vyšší rychlost, nabíjecí a vybíjecí proud než u baterií;
• životnost - při testování po 100 000 cyklech nabití/vybití nebylo zaznamenáno žádné zhoršení parametrů;
• vysoký vnitřní odpor ve většině provedení, zabraňující samovybíjení a selhání při zkratu;
• dlouhá životnost;
• menší objem a hmotnost;
• bipolarita - výrobce označuje „+“ a „-“, ale jedná se o polaritu náboje aplikovaného během výrobních testů;
• široký rozsah provozních teplot a odolnost proti mechanickému přetížení.

Energetická hustota

Schopnost ukládat energii do superkondenzátorů je 8krát menší než u olověných baterií a 25krát menší než u lithiových baterií. Hustota energie závisí na vnitřní odpor: čím je nižší, tím je měrná energetická náročnost zařízení vyšší. Nejnovější vývoj vědců umožňuje vytvářet prvky, jejichž schopnost ukládat energii je srovnatelná s olověnými bateriemi.

V roce 2008 vznikl v Indii ionistor, ve kterém byly desky vyrobeny z grafenu. Energetická náročnost tohoto prvku je 32 (Wh)/kg. Pro srovnání energetická náročnost autobaterie– 30-40 (Wh)/kg. Rychlé nabíjení těchto zařízení umožňuje jejich použití v elektrických vozidlech.

V roce 2011 korejští designéři vytvořili zařízení, ve kterém byl kromě grafenu použit i dusík. Tento prvek poskytoval dvojnásobnou měrnou energetickou náročnost.

Odkaz. Grafen je vrstva uhlíku o tloušťce 1 atom.

Aplikace ionizátorů

Elektrické vlastnosti superkondenzátorů se využívají v různých oblastech techniky.

MHD

Elektrobusy, které místo baterií využívají ionistory, vyrábí Hyundai Motor, Trolza, Belkommunmash a některé další.

Tyto autobusy jsou konstrukčně podobné trolejbusům bez tyčí a nevyžadují kontaktní síť. Dobíjí se na zastávkách při výstupu a nástupu cestujících nebo v konečných bodech trasy za 5-10 minut.

Trolejbusy vybavené ionistory jsou schopny objíždět útesy kontaktní linka, dopravní zácpy a nevyžadují dráty ve vozovnách a parkovištích v koncových bodech trasy.

Elektromobily

Hlavním problémem elektromobilů je dlouhá doba nabíjení. Ultrakondenzátor s vysokým nabíjecím proudem a krátkou dobou nabíjení umožňuje dobíjení během krátkých zastávek.

V Rusku byl vyvinut Yo-mobil, který jako baterii používá speciálně vytvořený ionistor.

Kromě toho instalace superkondenzátoru paralelně s baterií umožňuje zvýšit proud spotřebovaný elektromotorem během spouštění a zrychlování. Tento systém se používá v KERS, ve vozech Formule 1.

Spotřební elektronika

Tato zařízení se používají ve fotoblescích a dalších zařízeních, ve kterých je schopnost rychlé nabíjení a vybíjení jsou důležitější než rozměry a hmotnost zařízení. Například detektor rakoviny se nabije za 2,5 minuty a funguje 1 minutu. To stačí k provedení výzkumu a předcházení situacím, kdy je zařízení nefunkční kvůli vybitým bateriím.

V autoprodejnách lze zakoupit ionistory s kapacitou 1 farad pro paralelní použití s ​​autorádiem. Vyhlazují kolísání napětí při startování motoru.

DIY ionistor

Pokud si přejete, můžete si vyrobit superkondenzátor vlastníma rukama. Takové zařízení bude mít horší parametry a nevydrží dlouho (do vyschnutí elektrolytu), ale dá představu o fungování takových zařízení obecně.

Abyste si mohli vyrobit ionistor vlastníma rukama, potřebujete:

• měděná nebo hliníková fólie;
• kuchyňská sůl;
• aktivní uhlí z lékárny;
• vata;
• Ohebné dráty pro vedení;
• plastová krabička na pouzdro.

Výrobní postup pro ultrakondenzátor je následující:

• odřízněte dva kusy fólie tak velké, aby se vešly na dno krabice;
• připájejte dráty k fólii;
• uhlí navlhčete vodou, rozdrťte na prášek a vysušte;
• připravte 25% roztok soli;
• smíchejte uhelný prášek s fyziologickým roztokem na pastu;
• navlhčete vatu solným roztokem;
• naneste pastu v tenké, rovnoměrné vrstvě na fólii;
• vytvořte „sendvič“: fólie s uhlím nahoru, tenká vrstva vaty, fólie s uhlím dolů;
• vložte konstrukci do krabice.

Přípustné napětí takového zařízení je 0,5 V. Když je překročeno, začne proces elektrolýzy a ionistor se změní na plynovou baterii.

Zajímavý. Pokud sestavíte několik takových konstrukcí, provozní napětí se zvýší, ale kapacita klesne.

Ionistory jsou perspektivní elektrická zařízení, která díky vysoká rychlost nabíjení a vybíjení, vyměňte konvenční baterie.

Video

Zavedení

Ionistor (superkondenzátor, ultrakondenzátor, dvouvrstvý elektrochemický kondenzátor) je elektrochemické zařízení, kondenzátor s organickým nebo anorganickým elektrolytem, ​​jehož „desky“ jsou dvojitou elektrickou vrstvou na rozhraní mezi elektrodou a elektrolytem.

Historie stvoření

První dvouvrstvý kondenzátor s porézními uhlíkovými elektrodami byl patentován v roce 1957 společností General Electric.

Protože přesný mechanismus nebyl v té době jasný, předpokládalo se, že energie byla uložena v pórech na elektrodách, což vedlo k vytvoření „výjimečně vysoké kapacity pro ukládání náboje“.

O něco později, v roce 1966, Standard Oil of Ohio, Cleveland (SOHIO), USA patentoval prvek, který ukládal energii do dvojité vrstvy.

Tváří v tvář nízkým objemům prodeje poskytlo SOHIO v roce 1971 licenci na produkt společnosti NEC, která produkt úspěšně uvedla na trh pod názvem „Supercapacitor“. V roce 1978 Panasonic uvedl na trh „Gold Capacitor“ („Zlatý uzávěr“), který funguje na stejném principu.

Tyto kondenzátory měly poměrně vysoký vnitřní odpor, omezující energetický výstup, takže tyto kondenzátory byly používány pouze jako akumulátory pro SRAM.

První ionistory s nízkým vnitřním odporem pro použití v výkonné obvody byly vyvinuty PRI v roce 1982. Tyto ionistory se objevily na trhu pod názvem „PRI Ultracapacitor“.

Typy ionistorů

1) Ionistory s ideálně polarizovatelnými uhlíkovými elektrodami („ideální“ ionistor, iontový kondenzátor). Nevyužívají elektrochemické reakce, fungují díky přenosu iontů mezi elektrodami. Některé možnosti elektrolytů: 30% vodný roztok KOH; 38% vodný roztok H2S04; organické elektrolyty.

2) Ionistory s dokonale polarizovatelnou uhlíkovou elektrodou a nepolarizovatelnou nebo slabě polarizovatelnou katodou nebo anodou („hybridní“ ionistory). Na jedné elektrodě dochází k elektrochemické reakci. Možnosti: Ag(-) a pevný elektrolyt RbAg 4 I 5; 30% vodný roztok KOH a NiOOH(+)

3) Pseudokondenzátory - ionistory, které využívají reverzibilní elektrochemické procesy na povrchu elektrod. Mají vysokou specifickou kapacitu. Elektrochemické schéma: (-) Ni(H) / 30% vodný roztok KOH / NiOOH (+); (-) C(H)/38% vodný roztok H2S04/PbS04 (Pb02) (+).

Superkondenzátorové zařízení

Rozdíl mezi ionistorem a kondenzátorem je v tom, že mezi jeho elektrodami není žádná speciální dielektrická vrstva. Místo toho jsou elektrody ionistoru vyrobeny z látek s opačnými typy nosičů náboje.

jak je známo, elektrická kapacita kondenzátor závisí na ploše desek: čím větší je, tím větší kapacitu. Proto jsou ionistorové elektrody nejčastěji vyrobeny z pěnového uhlíku nebo aktivního uhlí. Díky této technice je možné získat velkou plochu původních „pokovování“. Elektrody jsou odděleny separátorem a to vše je v elektrolytu. Separátor je nutný výhradně k ochraně elektrod před zkratem. Elektrolyt je vyroben na bázi roztoků kyselin a zásad a je krystalický a pevný.

Například pomocí pevného krystalického elektrolytu na bázi rubidia, stříbra a jódu (RbAg 4 I 5) je možné vytvořit ionistory s nízkým samovybíjením, vysokou kapacitou a odolností nízké teploty. Je také možné vyrábět ionistory na bázi elektrolytů kyselých roztoků, jako je H2SO4. Takové ionistory mají nízký vnitřní odpor, ale také nízké provozní napětí cca 1 V. V v poslední době Ionistory na bázi elektrolytů z roztoků zásad a kyselin se téměř nikdy nevyrábí, protože takové ionistory obsahují toxické látky.

V důsledku elektrochemických reakcí ne velký počet elektrony jsou odděleny od elektrod. V tomto případě elektrody získávají kladný náboj. Záporné ionty, které jsou v elektrolytu, jsou přitahovány elektrodami, které jsou kladně nabité. Výsledkem celého tohoto procesu je vytvoření elektrické vrstvy.

Náboj v ionistoru je udržován na rozhraní mezi uhlíkovou elektrodou a elektrolytem. Tloušťka elektrické vrstvy, která je tvořena anionty a kationty, je velmi malá hodnota, někdy se rovná 1...5 nanometrům (nm). Jak je známo, jak se vzdálenost mezi deskami zmenšuje, kapacita se zvyšuje.

K hlavnímu pozitivní vlastnosti Ionistory lze klasifikovat jako:

· Krátká doba nabíjení a vybíjení. Díky tomu lze ionistor rychle nabít a používat, zatímco nabíjení baterií trvá značně dlouho;

· Počet cyklů nabíjení/vybíjení - více než 100 000;

· Nevyžaduje údržbu;

· Nízká hmotnost a rozměry;

· K nabíjení nejsou potřeba žádné složité nabíječky;

· Pracuje v široký rozsah teploty (-40…+70 0 C). Při teplotách nad +70 0 C je ionistor zpravidla zničen;

· Dlouhá životnost.

Nevýhody ionistorů:

· Hustota energie je nižší než u tradičních zdrojů (5-12 Wh/kg při 200 Wh/kg u lithium-iontových baterií).

· Napětí závisí na stavu nabití.

· Možnost spálení vnitřních kontaktů při zkratu.

· Vysoký vnitřní odpor ve srovnání s tradičními kondenzátory (10...100 Ohm pro ionistor 1 fázový kmitočet 5,5 V).

· Výrazně větší samovybíjení ve srovnání s bateriemi: asi 1 µA pro 2-fázový 2,5 V ionistor.

Pro zvýšení provozního napětí ionistoru se zapojují do série, stejně jako při připojování baterií. Pravda, pro spolehlivý provoz U takového kompozitního ionistoru musí být každý jednotlivý ionistor propojen s odporem. To se provádí za účelem vyrovnání napětí na každém jednotlivém ionistoru. Je to dáno tím, že parametry jednotlivých ionistorů se liší. Proud, který protéká vyrovnávacím odporem, musí být několikanásobně větší než svodový proud (samovybíjení) ionistoru. Hodnota samovybíjecího proudu u nízkopříkonových ionistorů jsou desítky mikroampérů.

Je také třeba připomenout, že superkondenzátor je polární složka. Proto při zapojování do obvodu musíte dodržet polaritu.

Kromě toho byste se měli vyvarovat zkratování svorek ionistoru. A i když jsou ionistory poměrně odolné vůči zkratu, může dojít vlivem tepelného účinku proudu k nadměrnému zvýšení teploty nad maximum a tím dojde k poškození ionistoru.

Ionistory fungují dobře v obvodech stejnosměrného a pulzujícího proudu. Pravda, pokud ionistorem protéká vysokofrekvenční pulzující proud, může se kvůli vysokému vnitřnímu odporu na vysokých frekvencích zahřívat. Jak již bylo zmíněno, zvýšení teploty elektrod ionistoru nad maximální přípustnou vede k jeho poškození.

V dokumentaci k ionistoru je zpravidla uvedena hodnota jeho vnitřního odporu při frekvenci 1 kHz. Například pro ionistor DB-5R5D105T s kapacitou 1 Farad je vnitřní odpor při frekvenci 1 kHz 30Sh. Existují i ​​ionistory s ještě nižším vnitřním odporem. Jsou označeny jako Low Rezistence nebo Low ESR. Takové ionistory se nabíjejí rychleji.

Pro DC Vnitřní odpor ionistoru je malý a pohybuje se v jednotkách miliohm - desítkách ohmů.

Označení ionistoru ve schématu

ionizátor kondenzátor energie elektrody

Ve schématech je ionistor označen stejným způsobem jako elektrolytický kondenzátor.

Podle hodnoty jmenovitých parametrů můžete určit, že diagram ukazuje ionistor. Pokud je vedle označení uvedeno například 1F * 5,5 V, jedná se o ionistor. Jak víte, neexistují žádné elektrolytické kondenzátory s kapacitou 1 Farad, a pokud existují, jejich rozměry jsou značné. Okamžitě je patrné také jmenovité napětí 5,5 V. Jak již bylo zmíněno, ionistory v zásadě nejsou určeny pro vysoké provozní napětí.

Americký chemik Reitmeier získal v minulém století patent na zařízení, které konzervuje elektrická energie s elektrickou dvouvrstvou. Dnes se takové zařízení nazývá ionistor. V různé zdroje mohou mít různé názvy: superkondenzátory, ultrakondenzátory. Podle velikosti a vzhled jsou podobné elektrolytickým kondenzátorům, s rozdílem ve větší kapacitě.

V zahraničí mají krátké označení - EDLC, což v překladu z angličtiny znamená: kondenzátor s dvojitou elektrickou vrstvou. Ve skutečnosti je ionistor jakýmsi hybridem baterie a kondenzátoru.

Zařízení a princip činnosti

Porovnáme-li konstrukci ionistoru s konstrukcí kondenzátoru, rozdíl spočívá v absenci dielektrické vrstvy v ionistoru. Desky jsou látky, které mají nosiče náboje opačných znamének.

Kapacita jakéhokoli kondenzátoru, stejně jako ionistoru, závisí na velikosti desek. Proto má ionistor desky z aktivního uhlí nebo pěnového uhlí. Tímto způsobem se získá významná plocha upravených desek. Vývody ionistoru jsou odděleny separátorem umístěným v elektrolytu. Jsou navrženy tak, aby zabránily možným zkratům. Složení elektrolytu: alkálie a kyseliny v pevné a krystalické formě.

Pokud použijete krystalický pevný elektrolyt na bázi jódu, stříbra a rubidia, můžete vyrobit ionistor s vysokou kapacitou, nízkým samovybíjením a schopným provozu při nízkých teplotách. Je možné vyrobit podobné ultrakondenzátory na bázi elektrolytu z roztoku kyseliny sírové. Taková zařízení mají nízký vnitřní odpor, ale také nízké provozní napětí 1 volt. V současné době se ionistory obsahující elektrolyty z kyselin a zásad prakticky nevyrábějí, protože mají zvýšené toxické vlastnosti.

V důsledku elektrochemických reakcí je z pólů zařízení odstraněno malé množství elektronů, které jim poskytují kladný náboj. Záporné ionty v elektrolytu jsou přitahovány k pólům, které mají kladný náboj. V důsledku toho se vytvoří elektrická vrstva.

Náboj v ultrakondenzátoru je uložen na rozhraní mezi uhlíkovým pólem a elektrolytem. Elektrická vrstva tvořená kationty a anionty má velmi malou tloušťku, rovnou 1 až 5 nanometrů, což může výrazně zvýšit kapacitu ultrakondenzátoru.

Klasifikace

• Ideál. Jedná se o iontové kondenzátory s dokonale polarizovatelnými elektrodami tvořenými uhlíkem. Takové superkondenzátory nepracují kvůli elektrochemickým reakcím, ale kvůli přenosu iontů mezi elektrodami. Elektrolyty mohou obsahovat draselné alkálie, kyselinu sírovou a organické látky.
• Hybridní. Jedná se o superkondenzátory s dokonale polarizovatelnou elektrodou z uhlíku a slabě polarizovatelnou anodou nebo katodou. Jejich práce se částečně opírá o elektrochemickou reakci.
• Pseudokondenzátory. Jedná se o zařízení, která akumulují náboj pomocí vratných elektrochemických reakcí na povrchu elektrod. Mají zvýšenou specifickou kapacitu.

Provozní parametry ionizátorů

• Kapacita.
• Nejvyšší vybíjecí proud.
• Vnitřní odpor.
• Jmenovité napětí.
• Doba vybíjení.

Pokyny pro superkondenzátor obvykle udávají hodnotu vnitřního odporu při aktuální frekvenci 1 kilohertz. Čím nižší je jejich vnitřní odpor, tím rychleji dochází k nabíjení.

Obrázek na schématech

Na elektrická schémata ionistory jsou znázorněny jako elektrolytický kondenzátor a lze je odlišit pouze hodnotou jejich jmenovitých parametrů.

Pokud například diagram ukazuje hodnotu kapacity 1 Farad, pak je okamžitě jasné, že je zobrazen ionistor, protože neexistují žádné tak kapacitní elektrolytické kondenzátory. Napětí ultracapacitoru může také indikovat jeho rozdíl od elektrolytického kondenzátoru, protože je to obvykle malá hodnota několika voltů (1 až 5 V). Ionistory nejsou schopny fungovat při vysokém napětí.

Výhody

• Pokud porovnáme ultrakondenzátory s bateriemi, první z nich jsou schopny poskytnout výrazně větší číslo cykly nabíjení a vybíjení.
• Cyklus nabíjení a vybíjení probíhá ve velmi krátkém čase, což umožňuje jejich použití v situacích, kdy baterie nelze nainstalovat z důvodu dlouhé doby nabíjení.
• Zařízení tohoto typu mají mnohem menší hmotnost a celkové rozměry.
• K provedení nabíjení není potřeba žádný zvláštní poplatek, což zjednodušuje údržbu.
• Životnost ultrakondenzátorů je výrazně delší ve srovnání s bateriemi a výkonovými kondenzátory.
• Široký rozsah provozních teplot od -40 do +70 stupňů.

Nedostatky

• Nízké jmenovité napětí. Tento problém je vyřešen připojením několika ultrakondenzátorů sekvenční obvod, stejně jako připojení několika ke zvýšení napětí.
• Zvýšená cena na takových zařízeních přispívá ke zvýšení ceny výrobků, ve kterých se používají. Podle vědců se tento problém brzy stane irelevantním, protože technologie se neustále vyvíjejí a náklady na taková zařízení klesají.
• Ionistory nejsou schopny uchovat velké množství energie, protože mají nízkou hustotu energie a nemohou mít výkon srovnatelný s bateriemi. To negativně ovlivňuje oblast jejich použití. Tento problém lze částečně vyřešit zapojením několika ionistorů do paralelního obvodu.
• Nutnost zachovat polaritu při připojení.
• Není povoleno zkrat mezi elektrodami, protože to značně zvýší teplotu ultrakondenzátoru a ten může selhat.
• Ionistory fungují dobře v pulsujících a stejnosměrných obvodech. Ale s vysokofrekvenčním pulzujícím proudem oni být velmi horký kvůli jejich vysokému vnitřnímu odporu, který často vede k selhání.

Aplikace

V zařízení se často nacházejí ionizátory digitální zařízení. Hrají roli náhradního napájecího zdroje, mikroobvodu atd. Při použití takového zdroje, když je hlavní napájení vypnuto, je zařízení schopno uložit nastavení a napájet vestavěné hodiny. Například některé audio přehrávače používají miniaturní superkondenzátor.

Při výměně baterií nebo akumulátorů může dojít ke ztrátě nastavení frekvence rádiové stanice nebo hodin v přehrávači. Díky vestavěnému ionistoru se to nestane. Napájí elektronický obvod. Jeho kapacita je mnohem menší než baterie, ale vydrží několik dní, aby hodiny a nastavení fungovaly.

Ultrakondenzátory se také používají k ovládání TV časovačů, mikrovlnných trub a komplexního lékařského vybavení.

Objevily se případy experimentálního použití ionistorů například pro design elektromagnetická pistole, která se nazývá Gaussova zbraň.

V každodenním životě se ionistory používají v obvodech LED svítilen s nízkou spotřebou. Lze jej nabíjet pomocí solárních článků.

Startér do auta

Oblíbeným příkladem použití výkonného ionistoru je startovací zařízení pro motor automobilu.

Tento obvod se provádí na osobních vozech jakékoli značky se síťovým napětím 12 voltů.

• 1 – kladný kontakt baterie.
• 2 – zemní kontakt (záporný pól).
• 3 – svorka spínače zapalování.
• B1 – baterie.
• Ks – spínač zapalování.
• K1 a K1.1 – stykač s ovládacím klíčem.
• C – ionistor.
• Rс – odpor k omezení nabíjecího proudu ultrakondenzátoru.

Obvod používá ionistor s následujícími parametry:

• Maximální napětí 15 voltů.
• Vnitřní odpor 0,0015 Ohm.
• Kapacita 216 Farad.
• Provozní proud 2000 ampér.

Toto startovací zařízení stačí ke spuštění motoru o výkonu až 150 koní. S. ultrakondenzátor je schopen přijímat plné nabití za pět sekund. Takové zařízení lze nalézt v prodeji, ale vyrobit si ho sami je mnohem levnější.