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Ultra capacitor

CONSTANTE DIELÉCTRICA ALTA TECNOLOGÍA ULTRACAPACITOR

Disruptivo estado sólido de una sola capa apilado panel solar dispositivo de recolección de energía 

Densidad de energía Ultracapacitor de estado sólido

UN desarrollo reciente en dispositivos de almacenamiento de energía de una sola capa de estado sólido (SSESD) ofrece una solución. El SSESD incorpora un dieléctrico de alta permitividad con una constante dieléctrica en el orden de 16 millones.

UN Dieléctrico es cualquier aislante eléctrico capaz de ser polarizado por un campo eléctrico. Bajo la influencia de un campo eléctrico, la distribución de carga en los cambios dieléctricos para que las cargas positivas se alineen con el campo. Los tres mecanismos principales de polarizaciones son:
  • Polarización iónica donde los iones positivos fluyen con el campo y los iones negativos fluyen contra el campo
  • Polarización orientativa donde el dieléctrico contiene materiales con un momento dipolo permanente, es decir, las moléculas tienen una distribución de carga desigual
  • Polarización de la interfaz, donde las cargas móviles libres dentro del material migran a la interfase dieléctrica/electrodo; las cargas positivas se mueven al electrodo negativo y a las cargas positivas al electrodo negativo.
Crédito de la condensación-imagen: Papa noviembre

En su forma más simple, un condensador consiste en una capa dieléctrica intercalada entre dos conductores. La aplicación de un voltaje a través de los conductores crea un campo eléctrico. La constante dieléctrica o permitividad (K) del dieléctrico es la relación entre el campo sin el dieléctrico (EO) y el campo con el dieléctrico (E).

K = EO/E

En el condensador de una sola capa descrito, cuando se aplica un voltaje (V) a través de los conductores, se induce una carga (Q) en el capacitor. La relación entre la tensión y la carga se define como la capacitancia (C) del capacitor.  

C = Q/V

La cantidad de carga almacenada depende del área (A) de los conductores, de la separación (d) entre ellos y de la constante dieléctrica.

C = K (A/d)

Por lo tanto, para los condensadores con dimensiones idénticas, cuanto mayor sea el valor de la K, mayor es la cantidad de carga que se puede almacenar.

La energía eléctrica potencial (E) almacenada en un condensador cargado es una función de la capacitancia (C), el voltaje (V) a través de los electrodos. Es equivalente al trabajo realizado por cargarlo y puede ser expresado por:

E = ½ CV2

El trabajo experimental durante los últimos dos años consistió en tres pasos.

El primer paso se centró en el desarrollo de la cerámica a granel del condensador con la alta capacitancia que se utilizará como materiales de referencia. En contraste con Eestor tecnología, que tiene una constante dieléctrica baja muy básica de 18.000 contra nuestro último hito de 16 millones.

El segundo paso se centró en el desarrollo de cerámicas de alta superficie con capacidades de almacenamiento de carga mejoradas.

El tercer paso se centrará en el desarrollo de las películas dieléctricas sobre sustrato metálico con buena adherencia al sustrato metálico y que no posean picaduras o discontinuidades responsables de la disminución de la capacitancia. Vamos a utilizar un novedosa tecnología de ultrasonido para mezclar y refinar el grano.

El polvo fue presionado y disparado a varias temperaturas que van a producir muestras densas no porosas. Las muestras entonces fueron electrodos y probados para la capacitancia (C), la constante dieléctrica (K), la pérdida dieléctrica (tan de la pérdida) y el coeficiente de la temperatura de la capacitancia (TCC).

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