ಸೂಪರ್ ಕೆಪಾಸಿಟರ್ಗಳು - ಸಾಧನ, ಪ್ರಾಯೋಗಿಕ ಅಪ್ಲಿಕೇಶನ್, ಅನುಕೂಲಗಳು ಮತ್ತು ಅನಾನುಕೂಲಗಳು
ಸೂಪರ್ ಕೆಪಾಸಿಟರ್ ಎಂದರೇನು
ಸೂಪರ್ಕೆಪಾಸಿಟರ್ಗಳು ಅಥವಾ ಸೂಪರ್ಕೆಪಾಸಿಟರ್ಗಳು ಸಾಮಾನ್ಯ ಎಲೆಕ್ಟ್ರೋಲೈಟಿಕ್ ಕೆಪಾಸಿಟರ್ಗಳನ್ನು ಹೋಲುತ್ತವೆ, ಆದಾಗ್ಯೂ ಅವುಗಳು ಹೆಚ್ಚಿನ ವಿದ್ಯುತ್ ಸಾಮರ್ಥ್ಯದಲ್ಲಿ (ಅತ್ಯಂತ ದೊಡ್ಡ ಕೆಪಾಸಿಟರ್ಗಳು) ಎರಡನೆಯದಕ್ಕಿಂತ ಭಿನ್ನವಾಗಿರುತ್ತವೆ. ಅದರ ಗುಣಲಕ್ಷಣಗಳ ಪ್ರಕಾರ, ಅಯಾನಿಸ್ಟರ್ ಬ್ಯಾಟರಿ ಮತ್ತು ಕೆಪಾಸಿಟರ್ ನಡುವಿನ ಅಡ್ಡವಾಗಿದೆ. ಅವನ ಸಾಧನವನ್ನು ಎಲೆಕ್ಟ್ರಿಕ್ ಡಬಲ್ ಲೇಯರ್ ಹೊಂದಿರುವ ಕೆಪಾಸಿಟರ್ ಎಂದು ವಿವರಿಸಬಹುದು, ಸೂಪರ್ ಕೆಪಾಸಿಟರ್ಗಳನ್ನು ಇಂಗ್ಲಿಷ್ ಸಂಪನ್ಮೂಲಗಳಲ್ಲಿ EDLC - ಎಲೆಕ್ಟ್ರಿಕ್ ಡಬಲ್ ಲೇಯರ್ ಕೆಪಾಸಿಟರ್ ಎಂದು ಕರೆಯುವುದು ಯಾವುದಕ್ಕೂ ಅಲ್ಲ.
ಅಂತಹ ಕೆಪಾಸಿಟರ್ ಅದರಲ್ಲಿ ನಡೆಯುತ್ತಿರುವ ಎಲೆಕ್ಟ್ರೋಕೆಮಿಕಲ್ ಪ್ರಕ್ರಿಯೆಗಳಿಗೆ ಧನ್ಯವಾದಗಳು, ಮತ್ತು ಸಾಂಪ್ರದಾಯಿಕ ಕೆಪಾಸಿಟರ್ನಲ್ಲಿರುವಂತೆ ಪ್ಲೇಟ್ಗಳ ನಡುವಿನ ಡೈಎಲೆಕ್ಟ್ರಿಕ್ನಲ್ಲಿ ಸಂಗ್ರಹವಾಗಿರುವ ವಿದ್ಯುತ್ ಕ್ಷೇತ್ರದಿಂದ ಸರಳವಾಗಿ ಕಾರ್ಯನಿರ್ವಹಿಸುವುದಿಲ್ಲ. ಪ್ಲೇಟ್ಗಳ ನಡುವೆ ಯಾವುದೇ ಶಾಸ್ತ್ರೀಯ ಡೈಎಲೆಕ್ಟ್ರಿಕ್ ಪದರವಿಲ್ಲ, ಮತ್ತು ಪ್ಲೇಟ್ಗಳು ವಿರುದ್ಧ ರೀತಿಯ ಚಾರ್ಜ್ ಕ್ಯಾರಿಯರ್ಗಳಲ್ಲಿ ವಿಭಿನ್ನವಾದ ವಸ್ತುಗಳಿಂದ ಮಾಡಲ್ಪಟ್ಟಿದೆ.
ಆ ಮಟ್ಟಿಗೆ ಕೆಪಾಸಿಟರ್ನ ಸಾಮರ್ಥ್ಯ ಅದರ ಫಲಕಗಳ ಪ್ರದೇಶಕ್ಕೆ ನೇರವಾಗಿ ಅನುಪಾತದಲ್ಲಿರುತ್ತದೆ; ದೊಡ್ಡ ಸಾಮರ್ಥ್ಯವನ್ನು ಪಡೆಯಲು, ಫಲಕಗಳ ವ್ಯಾಪಕ ಪ್ರದೇಶವನ್ನು ಹೊಂದಿರುವುದು ಅವಶ್ಯಕ. ಈ ಕಾರಣಕ್ಕಾಗಿಯೇ ಸೂಪರ್ಕೆಪಾಸಿಟರ್ನ ವಿದ್ಯುದ್ವಾರಗಳನ್ನು ಸಾಮಾನ್ಯವಾಗಿ ಫೋಮ್ಡ್ ಇಂಗಾಲದಿಂದ ತಯಾರಿಸಲಾಗುತ್ತದೆ, ಇದು "ಪ್ಲೇಟ್ಗಳ" ಅತ್ಯಂತ ಮಹತ್ವದ ಪ್ರದೇಶವನ್ನು ನೀಡುತ್ತದೆ.
ವಿದ್ಯುದ್ವಾರಗಳನ್ನು ವಿಭಜಕದಿಂದ ಬೇರ್ಪಡಿಸಲಾಗುತ್ತದೆ ಮತ್ತು ಘನ ಆಮ್ಲ ಅಥವಾ ಕ್ಷಾರೀಯ ವಿದ್ಯುದ್ವಿಚ್ಛೇದ್ಯದಲ್ಲಿವೆ. ವಿಭಜಕವು ವಿದ್ಯುದ್ವಾರಗಳ ನಡುವಿನ ಶಾರ್ಟ್ ಸರ್ಕ್ಯೂಟ್ ಅನ್ನು ನಿವಾರಿಸುತ್ತದೆ. ರುಬಿಡಿಯಮ್, ಬೆಳ್ಳಿ ಮತ್ತು ಅಯೋಡಿನ್ನ ಸ್ಫಟಿಕದಂತಹ ವಿದ್ಯುದ್ವಿಚ್ಛೇದ್ಯವು ಕಡಿಮೆ ತಾಪಮಾನಕ್ಕೆ ನಿರೋಧಕವಾದ ಹೆಚ್ಚಿನ ಸಾಮರ್ಥ್ಯದ, ಕಡಿಮೆ-ಸ್ವಯಂ-ಡಿಸ್ಚಾರ್ಜ್ ಅಯಾನಿಸ್ಟರ್ಗಳನ್ನು ರಚಿಸಲು ಸಾಧ್ಯವಾಗಿಸುತ್ತದೆ.
ಕಡಿಮೆ ಆಂತರಿಕ ಪ್ರತಿರೋಧವನ್ನು ಹೊಂದಿರುವ ಸೂಪರ್ಕೆಪಾಸಿಟರ್ಗಳನ್ನು ಪಡೆಯಲಾಗುತ್ತದೆ, ಉದಾಹರಣೆಗೆ, ಸಲ್ಫ್ಯೂರಿಕ್ ಆಮ್ಲದ ದ್ರಾವಣದ ಆಧಾರದ ಮೇಲೆ, ಆದರೆ ಅಂತಹ ಸೂಪರ್ಕೆಪಾಸಿಟರ್ಗಳ ಆಪರೇಟಿಂಗ್ ವೋಲ್ಟೇಜ್ 1 ವೋಲ್ಟ್ಗೆ ಸೀಮಿತವಾಗಿರುತ್ತದೆ, ಜೊತೆಗೆ, ಅಂತಹ ಪರಿಹಾರಗಳು ವಿಷಕಾರಿ, ಆದ್ದರಿಂದ ಅವುಗಳನ್ನು ವಿರಳವಾಗಿ ಬಳಸಲಾಗುತ್ತದೆ.
ಸೂಪರ್ ಕೆಪಾಸಿಟರ್ನಲ್ಲಿನ ಎಲೆಕ್ಟ್ರೋಕೆಮಿಕಲ್ ಕ್ರಿಯೆಯು ಕೆಲವು ಎಲೆಕ್ಟ್ರಾನ್ಗಳು ವಿದ್ಯುದ್ವಾರಗಳನ್ನು ಬಿಡಲು ಕಾರಣವಾಗುತ್ತದೆ, ಇದು ವಿದ್ಯುದ್ವಾರಗಳನ್ನು ಧನಾತ್ಮಕವಾಗಿ ಚಾರ್ಜ್ ಮಾಡುತ್ತದೆ. ಋಣಾತ್ಮಕ ಅಯಾನುಗಳು ವಿದ್ಯುದ್ವಿಚ್ಛೇದ್ಯದಿಂದ ಧನಾತ್ಮಕ ಆವೇಶದ ವಿದ್ಯುದ್ವಾರಗಳಿಗೆ ಆಕರ್ಷಿಸಲ್ಪಡುತ್ತವೆ. ಇದು ವಿದ್ಯುತ್ ಪದರವನ್ನು ರೂಪಿಸುತ್ತದೆ.
ಪರಿಣಾಮವಾಗಿ, ಸೂಪರ್ ಕೆಪಾಸಿಟರ್ನ ಚಾರ್ಜ್ ಕಾರ್ಬನ್ ಮತ್ತು ಎಲೆಕ್ಟ್ರೋಲೈಟ್ ನಡುವಿನ ಇಂಟರ್ಫೇಸ್ನಲ್ಲಿ ಸಂಗ್ರಹಿಸಲ್ಪಡುತ್ತದೆ, ಮತ್ತು ಕ್ಯಾಟಯಾನ್ಸ್ ಮತ್ತು ಅಯಾನುಗಳಿಂದ ರೂಪುಗೊಂಡ ವಿದ್ಯುತ್ ಪದರದ ದಪ್ಪವು ಕೇವಲ 1-5 nm ಆಗಿದೆ, ಇದು ಕೆಪಾಸಿಟರ್ ಪ್ಲೇಟ್ಗಳ ನಡುವಿನ ಅತ್ಯಂತ ಕಡಿಮೆ ಅಂತರಕ್ಕೆ ಸಮನಾಗಿರುತ್ತದೆ. . ಇದು ಫ್ಯಾರಡ್ಗಳಲ್ಲಿ ಅಳೆಯಲಾದ ಗಮನಾರ್ಹ ಸಾಮರ್ಥ್ಯಕ್ಕೆ ಕಾರಣವಾಗುತ್ತದೆ. ಸೂಪರ್ ಕೆಪಾಸಿಟರ್ ಧ್ರುವೀಯವಾಗಿದೆ, ಆದ್ದರಿಂದ, ಸರ್ಕ್ಯೂಟ್ಗೆ ಸಂಪರ್ಕಿಸಿದಾಗ, ಸರಿಯಾದ ಧ್ರುವೀಯತೆಯನ್ನು ಗಮನಿಸುವುದು ಅವಶ್ಯಕ.
ಸೂಪರ್ ಕೆಪಾಸಿಟರ್ಗಳ ಅಪ್ಲಿಕೇಶನ್
ಇಂದು, ಸೂಪರ್ಕೆಪಾಸಿಟರ್ಗಳು ಸಾಮಾನ್ಯವಾಗಿ ಡಿಜಿಟಲ್ ತಂತ್ರಜ್ಞಾನದಲ್ಲಿ ಮೈಕ್ರೋಕಂಟ್ರೋಲರ್ಗಳು, ಮೆಮೊರಿ ಸರ್ಕ್ಯೂಟ್ಗಳು, CMOS ಚಿಪ್ಗಳು, ಎಲೆಕ್ಟ್ರಾನಿಕ್ ಗಡಿಯಾರಗಳು ಮತ್ತು ಹೆಚ್ಚಿನವುಗಳಿಗೆ ಬ್ಯಾಕ್ಅಪ್ ವಿದ್ಯುತ್ ಸರಬರಾಜುಗಳಾಗಿ ಕಂಡುಬರುತ್ತವೆ.
ಬ್ಯಾಟರಿಗಳ ಜೊತೆಯಲ್ಲಿ ಬಳಸಿದಾಗ, ಸೂಪರ್ಕೆಪಾಸಿಟರ್ಗಳು ದಕ್ಷತೆಯನ್ನು ಹೆಚ್ಚಿಸಬಹುದು ಮತ್ತು ಬ್ಯಾಟರಿಗಳ ತೂಕ ಮತ್ತು ಗಾತ್ರದಲ್ಲಿ ಕಡಿತವನ್ನು ಸಕ್ರಿಯಗೊಳಿಸಬಹುದು, ಗರಿಷ್ಠ ಲೋಡ್ಗಳ ಸಮಯದಲ್ಲಿ ಹೆಚ್ಚುವರಿ ಶಕ್ತಿಯನ್ನು ಒದಗಿಸುತ್ತದೆ.
ಕೆಪಾಸಿಟರ್ಗಳು ಮತ್ತು ಬ್ಯಾಟರಿಗಳ ನಡುವಿನ ಮಧ್ಯಂತರ ಸ್ಥಾನದಲ್ಲಿರುವುದರಿಂದ, ಸೂಪರ್ಕೆಪಾಸಿಟರ್ಗಳು ವಿವಿಧ ಕ್ಷೇತ್ರಗಳಲ್ಲಿ ಅನ್ವಯಿಸುತ್ತವೆ: ಪುನರುತ್ಪಾದಕ ಬ್ರೇಕಿಂಗ್ ಸಿಸ್ಟಮ್ಗಳಲ್ಲಿ ಶಕ್ತಿಯ ಸಂಗ್ರಹಣೆ, ಕಡಿಮೆ ಶಕ್ತಿಯ ಅಪ್ಲಿಕೇಶನ್ಗಳು ಮತ್ತು ವೇಗದ ಚಾರ್ಜಿಂಗ್ ಅಪ್ಲಿಕೇಶನ್ಗಳು (ಮಿಂಚು, ಪ್ಲೇಯರ್, ಮೆಮೊರಿ, ಇತ್ಯಾದಿ).
ಭವಿಷ್ಯದಲ್ಲಿ ಪೋರ್ಟಬಲ್ ಎಲೆಕ್ಟ್ರಾನಿಕ್ ಸಾಧನಗಳು, ಎಲೆಕ್ಟ್ರಿಕ್ ಕಾರುಗಳು ಮತ್ತು ಇಂದು ಬ್ಯಾಟರಿಗಳಲ್ಲಿ ಚಲಿಸುವ ಯಾವುದನ್ನಾದರೂ ಒಳಗೊಂಡಿರುತ್ತದೆ, ಅವುಗಳು ನಿಮಿಷಗಳಲ್ಲಿ ಚಾರ್ಜ್ ಮಾಡಬಹುದಾದ ಅನುಕೂಲದೊಂದಿಗೆ. ಅಲ್ಪಾವಧಿಯ ವಿದ್ಯುತ್ ಬಳಕೆಯ ಪರಿಸ್ಥಿತಿಗಳಲ್ಲಿ ಹೆಚ್ಚಿನ ಸಂಖ್ಯೆಯ ಚಾರ್ಜ್-ಡಿಸ್ಚಾರ್ಜ್ ಚಕ್ರಗಳು ಅಗತ್ಯವಿದ್ದಾಗ ಸೂಪರ್ ಕೆಪಾಸಿಟರ್ಗಳು ಸಹ ಅನಿವಾರ್ಯವಾಗಿವೆ.
ನಾವು ಇಂದು ಸೂಪರ್ ಕೆಪಾಸಿಟರ್ಗಳ ಯಶಸ್ವಿ ಅನ್ವಯದ ಕೆಲವು ಕ್ಷೇತ್ರಗಳನ್ನು ಮಾತ್ರ ಪಟ್ಟಿ ಮಾಡುತ್ತೇವೆ:
- ಪವನಶಕ್ತಿ,
- ವೈದ್ಯಕೀಯ ಉಪಕರಣಗಳು,
- ಅನಗತ್ಯ ವಿದ್ಯುತ್ ಸರಬರಾಜು,
- ಶಕ್ತಿ ಮೀಸಲು,
- ಬ್ರೇಕ್ ಶಕ್ತಿ ಪುನರುತ್ಪಾದನೆ,
- ಗ್ರಾಹಕ ಎಲೆಕ್ಟ್ರಾನಿಕ್ಸ್ ಮತ್ತು ಅಡಿಗೆ ಉಪಕರಣಗಳಿಗೆ ಆಹಾರ,
- ಶಕ್ತಿಯುತ ಎಲ್ಇಡಿಗಳು ಮತ್ತು ಸಂವೇದಕಗಳು,
- ಬ್ಯಾಕಪ್ ಮೆಮೊರಿ,
- ಎಲೆಕ್ಟ್ರಾನಿಕ್ ಬೀಗಗಳ ವಿದ್ಯುತ್ ಸರಬರಾಜನ್ನು ನಿರ್ವಹಿಸುವುದು,
- ವೋಲ್ಟೇಜ್ ಸ್ಥಿರೀಕರಣ.
ಅನುಕೂಲ ಹಾಗೂ ಅನಾನುಕೂಲಗಳು
ಸೂಪರ್ ಕೆಪಾಸಿಟರ್ಗಳ ಅನಾನುಕೂಲಗಳು ಕಡಿಮೆ ಆಪರೇಟಿಂಗ್ ವೋಲ್ಟೇಜ್ (ಪ್ರತಿ ಸೆಲ್ಗೆ 2.7 ವೋಲ್ಟ್ಗಳವರೆಗೆ, ಇದು ಬ್ಯಾಟರಿಗಳಲ್ಲಿ ಸೂಪರ್ಕೆಪಾಸಿಟರ್ಗಳನ್ನು ಸಂಗ್ರಹಿಸುವ ಅಗತ್ಯಕ್ಕೆ ಕಾರಣವಾಗುತ್ತದೆ) ಮತ್ತು ಬ್ಯಾಟರಿಗಳು ಮತ್ತು ಕೆಪಾಸಿಟರ್ಗಳಿಗೆ ಹೋಲಿಸಿದರೆ ಹೆಚ್ಚಿನ ಬೆಲೆಯನ್ನು ಒಳಗೊಂಡಿರುತ್ತದೆ.
ಸೂಪರ್ ಕೆಪಾಸಿಟರ್ಗಳ ಸಕಾರಾತ್ಮಕ ಗುಣಲಕ್ಷಣಗಳು: ಚಾರ್ಜಿಂಗ್ ಮತ್ತು ಡಿಸ್ಚಾರ್ಜ್ ವೇಗ, ನೂರಾರು ಸಾವಿರ ಚಕ್ರಗಳ ಸಂಪನ್ಮೂಲ, ನಿರ್ವಹಣೆ-ಮುಕ್ತ, ಸಣ್ಣ ಗಾತ್ರ ಮತ್ತು ತೂಕ, ಬಳಕೆಯ ಸುಲಭತೆ, ಕಾರ್ಯಾಚರಣೆಯ ತಾಪಮಾನದ ವ್ಯಾಪಕ ಶ್ರೇಣಿ, ದೀರ್ಘ ಸೇವಾ ಜೀವನ.
ಸಹ ನೋಡಿ: ಬ್ಯಾಟರಿಗಳು ಮತ್ತು ಕೆಪಾಸಿಟರ್ಗಳ ನಡುವಿನ ವ್ಯತ್ಯಾಸವೇನು?