Ricarica veloce, peso leggero, ultracapacitor per auto elettriche

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Ultra condensatore

ALTA COSTANTE DIELETTRICA TECNOLOGIA ULTRACAPACITOR

DiRompente allo stato solido singolo strato accatastato pannello solare dispositivo di raccolta di energia 

Densità di potenza ultracapacitor allo stato solido

UNO sviluppo recente nei dispositivi a singolo strato di immagazzinaggio di energia dello stato solido (SSESD) offre una soluzione. Il SSESD incorpora un alto dielettrico permittività con una costante dielettrica nell'ordine di 16 milioni.

UN Dielettrico è un isolante elettrico in grado di essere polarizzato da un campo elettrico. Sotto l'influenza di un campo elettrico, la distribuzione della carica nei cambiamenti dielettrici in modo che le cariche positive si allineano con il campo. I tre meccanismi di polarizzazione primari sono:
  • Polarizzazione ionica dove gli ioni positivi fluiscono con il campo e il flusso di ioni negativi contro il campo
  • Polarizzazione orientativa dove il dielettrico contiene materiali con un momento di dipolo permanente, in altre parole, le molecole hanno una distribuzione di carica irregolare
  • Polarizzazione dell'interfaccia, dove le cariche mobili gratuite all'interno del materiale migrano all'interfaccia dielettrica/elettrodo; le cariche positive si muovono verso l'elettrodo negativo e le cariche positive all'elettrodo negativo.
Condensatore-immagine di credito: Papa novembre

Nella sua forma più semplice, un condensatore è costituito da uno strato dielettrico inserito tra due conduttori. L'applicazione di una tensione attraverso i conduttori crea un campo elettrico. Il costante dielettrico o permittività (K) del dielettrico è il rapporto fra il campo senza il dielettrico (EO) ed il campo con il dielettrico (E).

K = EO/E

Nel condensatore a singolo strato descritto, quando una tensione (V) viene applicata attraverso i conduttori, viene indotta una carica (Q) nel condensatore. Il rapporto tra la tensione e la carica è definito come la capacità (C) del condensatore.  

C = Q/V

La quantità di carica immagazzinata dipende dall'area (A) dei conduttori, dalla separazione (d) tra loro e dalla costante dielettrica.

C = K (A/d)

Così, per i condensatori con dimensioni identiche, più alto è il valore della K, maggiore è la quantità di carica che può essere memorizzato.

L'energia elettrica potenziale (E) memorizzata in un condensatore caricato è una funzione della capacità (C), la tensione (V) attraverso gli elettrodi. È equivalente al lavoro svolto da caricarlo e può essere espresso da:

E = ½ CV2

Il lavoro sperimentale negli ultimi due anni consisteva di tre passi.

Il primo passo è stato centrato sullo sviluppo di ceramiche a condensatore all'ingrosso con elevata capacità da utilizzare come materiali di riferimento. In contrasto con EEStor tecnologia, che ha una costante di base dielettrico basso di 18.000 contro il nostro ultimo traguardo di 16 milioni.

Il secondo passo è incentrato sullo sviluppo di ceramiche ad alta superficie con capacità di stoccaggio di carica migliorata.

Il terzo passo sarà incentrato sullo sviluppo di pellicole dielettriche su substrato metallico con buona aderenza al substrato metallico e in possesso di nessun pitting o discontinuità responsabile per la diminuzione della capacità. Utilizzeremo un nuova tecnologia ad ultrasuoni per la miscelazione e affinamento grano.

La polvere è stata pressata e infornata alle varie temperature che variano per produrre i campioni non porosi densi. I campioni sono stati poi elettrodati e testati per la capacità (C), costante dielettrica (K), perdita dielettrica (perdita tan) e coefficente di temperatura di capacità (TCC).

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