Ultracapacitador de estado sólido de una capa

Densidad de potencia del ultracondensador de estado sólido 

Un desarrollo reciente en dispositivos de almacenamiento de energía de estado sólido de una sola capa (SSESD) ofrece una solución. El SSESD incorpora un dieléctrico de alta permitividad con una constante dieléctrica del 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 la carga en el dieléctrico cambia de manera que las cargas positivas se alinean con el campo. Los tres mecanismos de polarización primaria 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 dipolar 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 interfaz dieléctrica/electrodo; las cargas positivas se mueven al electrodo negativo y las cargas positivas al electrodo negativo.
Capacitor - Crédito de imagen: Papa November

En su forma más simple, un condensador consiste en una capa dieléctrica intercalada entre dos conductores. Aplicando una tensión a través de los conductores se 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 una tensión (V) a través de los conductores, se induce una carga (Q) en el condensador. La relación entre la tensión y la carga se define como la capacitancia (C) del condensador.  

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 condensadores con dimensiones idénticas, cuanto mayor sea el valor de K, mayor será 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 al cargarlo y puede ser expresado por:

E = ½ CV2

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

El primer paso se centró en el desarrollo de cerámicas de condensadores a granel con alta capacitancia para ser utilizadas como materiales de referencia, en contraste con la tecnología de Eestor, que tiene una constante dieléctrica muy básica de 18.000 frente a nuestro último hito de 16 millones.

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

El tercer paso se centrará en el desarrollo de películas dieléctricas sobre sustrato metálico con buena adherencia al sustrato metálico y sin picaduras ni discontinuidades responsables de la disminución de la capacidad. Utilizaremos una novedosa tecnología de ultrasonido para la mezcla y el refinamiento del grano.

El polvo fue prensado y cocido a varias temperaturas para producir muestras densas no porosas. Las muestras se electrocutaron y se analizaron para determinar la capacitancia (C), la constante dieléctrica (K), la pérdida dieléctrica (pérdida tan) y el coeficiente de temperatura de la capacitancia (TCC).

UltraCap Energy Ltd.

UltraCap Energy Ltd se ha formado con el objetivo de desarrollar dispositivos de almacenamiento de energía respetuosos con el medio ambiente o"baterías". Con un 60% de desarrollo, estos dispositivos revolucionarían la forma en que se almacena y transporta la energía eléctrica. Con sólo 4 minutos de carga, un vehículo eléctrico que utilice nuestra batería podrá conducir hasta 480 kilómetros superando con creces las actuales baterías de iones de litio de carga lenta.

Oficina central

  • 160 City Road
  • Casa Kemp
  • Londres EC1V 2NX
  • Reino Unido

Contacto

13-sep-2009 - Vie
Londres, GB
17°C
ligera llovizna
ligera llovizna
3 m/s, W
88%
772,57 mmHg
Vie09/13 sáb09/14 sol09/15 mon09/16 mar09/17
nubes rotas
20/15°C
cielo límpido
23/13°C
cielo límpido
24/13°C
nubes nubladas
20/15°C
cielo límpido
21/13°C
No copie el texto!