Monostrato a stato solido Ultracapacitor

Densità di potenza degli ultracondensatori a stato solido 

Un recente sviluppo di dispositivi di accumulo di energia a stato solido a singolo strato (SSESD) offre una soluzione. Il SSESD incorpora un dielettrico ad alta permittività con una costante dielettrica dell'ordine di 16 milioni.

Un dielettrico è qualsiasi isolante elettrico in grado di essere polarizzato da un campo elettrico. Sotto l'influenza di un campo elettrico, la distribuzione della carica nel dielettrico cambia in modo che le cariche positive si allineino al campo. I tre meccanismi primari di polarizzazione sono:
  • Polarizzazione ionica dove gli ioni positivi fluiscono con il campo e gli ioni negativi fluiscono contro il campo.
  • Polarizzazione orientativa in cui il dielettrico contiene materiali con un momento di dipolo permanente, in altre parole, le molecole hanno una distribuzione di carica non uniforme.
  • polarizzazione dell'interfaccia, dove le cariche mobili libere all'interno del materiale migrano verso l'interfaccia dielettrico / elettrodo; le cariche positive si spostano verso l'elettrodo negativo e le cariche positive verso l'elettrodo negativo.
Condensatore - Credito immagine: Papa November

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. La costante dielettrica o permittività (K) del dielettrico è il rapporto tra il campo senza dielettrico (Eo) e il campo con il dielettrico (E).

K = Eo/E

Nel condensatore a strato singolo descritto, quando viene applicata una tensione (V) attraverso i conduttori, nel condensatore viene indotta una carica (Q). 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)

Quindi, per condensatori di identiche dimensioni, più alto è il valore di K, maggiore è la quantità di carica che può essere immagazzinata.

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

E = ½ CV2

Il lavoro sperimentale degli ultimi due anni è consistito in tre fasi.

Il primo passo è stato incentrato sullo sviluppo di ceramiche per condensatori sfusi ad alta capacità da utilizzare come materiali di riferimento, a differenza della tecnologia Eestor, che ha una bassissima costante dielettrica di base di 18.000 unità rispetto alla nostra ultima pietra miliare di 16 milioni.

La seconda fase si è concentrata sullo sviluppo di ceramiche ad alta superficie con capacità di stoccaggio delle cariche migliorate.

La terza fase sarà incentrata sullo sviluppo di film dielettrici su substrato metallico con buona aderenza al substrato metallico e senza pitting o discontinuità responsabili della diminuzione della capacità. Utilizzeremo una nuova tecnologia a ultrasuoni per la miscelazione e la raffinazione dei cereali.

La polvere è stata pressata e cotta a varie temperature che vanno da un campione denso e non poroso. I campioni sono stati poi elettrodati e testati per la capacità (C), la costante dielettrica (K), la perdita dielettrica (perdita tan) e il coefficiente di capacità di temperatura (TCC).

UltraCap Energy Ltd.

UltraCap Energy Ltd è stata costituita con l'obiettivo di sviluppare dispositivi di accumulo di energia ecologica o "batterie". Ora, sviluppati al 60%, questi dispositivi rivoluzionerebbero il modo in cui l'energia elettrica viene immagazzinata e trasportata. Con soli 4 minuti di ricarica, un veicolo elettrico che utilizza la nostra batteria sarebbe in grado di guidare fino a 480 chilometri di distanza, superando l'attuale carica lenta delle batterie agli ioni di litio.

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  • 160 Strada della città
  • Casa di canapa
  • Londra EC1V 2NX
  • Regno Unito

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