Super (ultra) kondensatory - EdW.pdf - Artykuły, poradniki - wojaczyna

Podzespoły

super(ultra)kondensatory

Pudełka, pokazane na fotografii tytuło−

wej, to kondensatory firmy EPCOS

(dawniej Siemens+Matsushita) o pojem−

ności 2700 faradów, 100 faradów oraz

8 faradów. Pojemność 2700F oznacza,

że jeśli z tego kondensatora pobierany

będzie prąd o wartości 1A przez 45 mi−

nut, to napięcie na nim spadnie tylko

o jeden wolt. Wygląda na to, że element

ten może z powodzeniem pełnić rolę

akumulatora.

Czy takie kondensatory wyeliminu−

ją klasyczne akumulatory chemiczne?

Dlaczego się to jeszcze nie stało?

Duża część Czytelników Elektroniki

dla Wszystkich z zainteresowaniem śle−

dzi doniesienia o kondensatorach, ma−

jących ogromną pojemność, rzędu fa−

radów. Taka pojemność robi wrażenie,

wziąwszy pod uwagę, że największe

używane obecnie kondensatory elek−

trolityczne mają pojemności co najwy−

żej 0,0047...0,1F (4700 µ F...100000 µ F).

W takiej sytuacji wzmianka o konden−

satorze, mającym pojemność, nawet

nie 2700F, tylko powiedzmy 150F (co

odpowiada 150000000 µ F) wzbudza nie

tylko uzasadnioną ciekawość, ale też

sygnalizuje możliwości ich zastosowa−

nia w zupełnie nowych dziedzinach.

Niniejszy artykuł zawiera podsta−

wowe informacje o superkondensato−

rach i pokazuje różne możliwości ich

wykorzystania.

wpływem rozpuszczalnika dysocjują na jony

dodatnie i ujemne, więc powinno się mówić

o roztworze elektrolitu w rozpuszczalniku

(zwykle w wodzie), jednak w praktyce elek−

trolitami nazywa się roztwory przewodzące

prąd. Przepływ prądu w elektrolicie związa−

ny jest z przemieszczaniem się jonów nała−

dowanych dodatnio, czyli kationów, w kie−

runku katody, a jonów ujemnych − anionów,

w kierunku anody. Jony, które docierają do

anody i katody wydzielają się tam jako gazy

lub metale.

Przeprowadzając w szkole tego typu do−

świadczenia, byłeś bardzo blisko superkon−

densatora. Będące tematem tego artykułu su−

perkondensatory o zadziwiająco dużych po−

jemnościach zawierają elektrolit i odpowie−

dnio przygotowane elektrody. Nie nazywamy

ich jednak kondensatorami elektrolityczny−

mi. W literaturze spotyka się nieco dziwną

i trochę mylącą nazwę: kondensatory dwu−

warstwowe (double−layer capacitors).

Zanim bliżej przyjrzymy się superkonden−

satorom, przypomnijmy budowę i działanie

kondensatorów elektrolitycznych oraz aku−

mulatorów. Okazuje się bowiem, że super−

kondensatory pod wieloma względami należy

umieścić pomiędzy klasycznymi kondensato−

rami elektrolitycznymi a akumulatorami.

Zarówno w kondensatorach elektrolitycz−

nych, jak i w akumulatorach znajdziemy dwie

elektrody przedzielone warstwą elektrolitu.

Przykładowo w akumulatorze kwasowym

elektrolitem jest rozcieńczony kwas siarko−

wy, natomiast elektrody zawierają ołów. Jeśli

w trakcie ładowania wymusimy przepływ

prądu przez akumulator, będą w nim zacho−

dzić reakcje chemiczne.

Najprościej biorąc, w akumulatorach

energia jest gromadzona w postaci energii

wiązań chemicznych, a ładowanie i rozłado−

wanie związane jest z zachodzeniem (odwra−

calnych) reakcji chemicznych. Gdy reakcji

ulegnie cała substancja czynna, dalszy prze−

pływ prądu nie będzie już powodował gro−

madzenia energii, spowoduje natomiast elek−

trolizę wodnego elektrolitu, co będzie się

wiązać z intensywnym wydzielaniem gazu

(tzw. gazowanie akumulatora).

Warto odnotować, że elektroliza jest tu

zjawiskiem szkodliwym, nad wyraz niepożą−

danym. W kondensatorach elektrolitycznych

także w normalnych warunkach nie może za−

chodzić elektroliza.

Czy na zajęciach szkolnych przeprowadza−

łeś kiedyś, Czytelniku, doświadczenia zwią−

zane z elektrolizą? Jeśli tak, to zapewne pa−

miętasz, że w doświadczeniu używana była

jakaś ciecz − właśnie elektrolit oraz dwie

elektrody, do których dołączone było źródło

prądu stałego. Przypomnijmy, że elektroliza

to proces rozkładu elektrolitu, wywołany

przepływem prądu, związany z wydziela−

niem się na elektrodach metali lub gazów.

Natomiast elektrolit to ciecz przewodząca

prąd elektryczny w wyniku ruchu jonów,

anionów i kationów. Ściślej biorąc, elektroli−

tami są sole i inne substancje, które pod

Elektronika dla Wszystkich

2700 faradów,

czyli

Podzespoły

Budowę wewnętrzną popularnego, alu−

miniowego kondensatora elektrolitycznego

ilustruje w uproszczeniu rysunek 1 . Przed−

stawia on fragment przekroju takiego kon−

densatora. Dwa (zwinięte w rulonik) paski

blachy aluminiowej są elektrodami. Paski

te są przedzielone cienką

warstewką papieru (bi−

bułki), nasączonego elek−

trolitem. Ani ta bibułka,

ani elektrolit nie są nie−

zbędnym w każdym kon−

densatorze izolatorem.

Wprost przeciwnie, elek−

trolit dobrze przewodzi

prąd. Kluczową rolę pełni tu dielektryk,

którym jest cieniuteńka warstwa tlenku gli−

nu (Al 2 O 3 ). Ta cieniuteńka warstwa izolato−

ra jest wytwarzana podczas produkcji.

Przynajmniej jeden z pasków (elektrod) jest

poddany trawieniu, i z gładkiego staje się

szorstki i porowaty. Szorstki i porowaty pa−

sek ma całkowitą powierzchnię wielokrot−

nie większą niż pasek gładki. W następnym

etapie cyklu produkcyjnego, podczas

wstępnego formowania zmontowanych

kondensatorów ta porowata powierzchnia

jest utleniana. Pod wpływem napięcia i pły−

nącego prądu na folii anodowej zostaje wy−

tworzona wspominana cieniuteńka war−

stewka tlenku glinu, która będzie pełnić

funkcję dielektryka. Dużą pojemność alu−

miniowych "elektrolitów" uzyskuje się

dzięki kilku czynnikom:

1. bardzo dużej powierzch−

ni czynnej chropowatego

paska, otrzymanej podczas

trawienia;

2. dużej przenikalności die−

lektrycznej tlenku glinu;

3. małej grubości dielek−

tryka, możliwej z uwagi na

dużą wytrzymałość tlenku glinu na przebicie.

Jak z tego widać, w kondensatorach elek−

trolitycznych aluminiowych elektrolit

w ostatecznym rozrachunku pełni rolę jednej

z elektrod, a nie izolatora. W trakcie normal−

nej pracy takiego kondensatora nie ma prawa

zachodzić elektroliza i związane z nią inten−

sywne wydzielanie gazów w procesie rozkła−

du wody. Elektroliza będzie zachodzić tylko

przy dołączeniu napięcia o niewłaściwej bie−

gunowości, co zwykle oznacza nieodwracal−

ne uszkodzenie kondensatora.

We wszelkich kondensa−

torach, jak wiadomo, moż−

na gromadzić energię. Nie

następuje to jednak w wyni−

ku reakcji chemicznych, jak

w akumulatorach. W upro−

szczeniu można to sobie

wyobrazić następująco:

W normalnych warun−

kach dodatnie jądra atomów

dielektryka otoczone są

chmurą (ujemnych) elektro−

nów, przy czym rozkład ła−

dunków jest równomierny.

Jeśli na okładki kondensatora

podane zostanie napięcie,

wytworzone pole elektryczne spowoduje nie−

wielkie przemieszczenie chmury elektronów

i wypadkowego ładunku w obrębie atomu die−

lektryka. Czym większe napięcie, tym większe

będą siły i tym większe będzie to przesunięcie.

Ilustruje to w wielkim uproszczeniu rysunek 2 .

Można tu przywołać przykład sprężyny.

Chmura elektronów danego atomu dąży do po−

łożenia spoczynkowego. Aby ją odchylić od

tego położenia neutralnego, potrzebna jest

pewna siła i pewna energia (tak samo jak

w przypadku sprężyny). Energii tej trzeba do−

starczyć w procesie ładowania kondensatora,

ale można ją odebrać w procesie rozładowania,

gdy "sprężynujące" chmury elektronów wraca−

ją do położenia spoczynkowego.

Podsumujmy: w akumulatorach energia

gromadzona jest w wiązaniach chemicznych.

W kondensatorach energia magazynowana

jest niejako w atomach dielektryka; czym

większa pojemność, tym więcej energii moż−

na zmagazynować w kondensatorze.

Po takim dość długim, ale niezbędnym

wprowadzeniu, możemy przejść do super−

kondensatorów.

Superkondensatory

Nasuwają się tu oczywiste pytania: jak w su−

perkondensatorach uzyskuje się ogromną po−

jemność i zdolność gromadzenia energii?

Czy energia jest magazynowana we wiąza−

niach chemicznych, czy w elektronowych

"sprężynkach" dielektryka?

Już na początku trzeba jasno powiedzieć:

w superkondensatorach nie zachodzą reakcje

chemiczne. Nie jest to więc odmiana akumu−

latorów. Nie jest to także odmiana kondensa−

torów elektrolitycznych z dielektrykiem na

powierzchni jednej z elektrod.

Niewątpliwie są to jednak kondensatory.

Podstawowy wzór na pojemność kondensa−

tora, zamieszczony w każdym podręczniku

elektro(tech)niki wskazuje, że dużą pojem−

ność można uzyskać przez zwiększenie po−

wierzchni elektrod, przez zmniejszenie gru−

bości izolatora lub przez zwiększenie stałej

dielektrycznej izolatora.

Aby wyjaśnić tajemnicę ogromnej pojem−

ności, trzeba poznać zasady budowy super−

kondensatorów. I tu warto powrócić do

szkolnych doświadczeń z elektrolizą. Aby

w procesie elektrolizy uzyskać odpowiedni

efekt, napięcie i prąd muszą być odpowie−

dnio duże. Na elektrodach będą się wtedy

wydzielać znaczące ilości substancji, na

przykład gazów w procesie elektrolizy wody,

czy metalu w procesie elektrolizy innych

związków. Jeśli prąd będzie mniejszy, szyb−

kość reakcji będzie odpowiednio mniejsza.

Jednak już maleńki prąd będzie wywoływał

elektrolizę. A jak jest z napięciem?

Czy zmniejszanie napięcia też po prostu

zmniejszy szybkość reakcji? Czy elektroliza

będzie zachodzić także przy bardzo małych

napięciach?

Już w połowie XIX wieku znany fizyk

Helmholz badał przepływ prądu przez cie−

cze i odkrył zjawisko nazwane jego imie−

niem. Stwierdził on, że aby prąd popłynął

przez przewo−

dzący elektro−

lit, w którym

zanurzono gra−

fitowe elektro−

dy, napięcie nie

może być

mniejsze od

określonej war−

tości granicz−

nej, zależnej od

rodzaju elek−

trolitu. A co bę−

dzie się dziać

przy niższych

napięciach?

I tu leży klucz

do zrozumienia

Elektronika dla Wszystkich

Podzespoły

działania superkondensatorów − przy niż−

szych napięciach prąd nie płynie, a więc ze−

spół dwóch elektrod i elektrolitu zachowuje

się jak gdyby był tam izolator.

No tak, ale przecież zarówno elektrody,

jak elektrolit przewodzą prąd. Gdzie jest

więc właściwie ten izolator?

Powtórzmy: w superkondensatorach nie

ma dielektryka , a jego rolę pełnią obszary

styku przewodzących elektrod z przewodzą−

cym elektrolitem. Po dołączeniu niewielkie−

go napięcia prąd wprawdzie nie płynie, ale

w przewodzącym elektrolicie poruszają się

jony. Ze względu na zbyt małe napięcie nie

mogą wprawdzie przedostać się do "swojej"

elektrody, ale pod wpływem sił elektrosta−

tycznych gromadzą się w pobliżu niej.

Na granicy elektrod i elektrolitu tworzą

się dwie warstwy, gdzie gromadzą się nośni−

ki prądu. Właśnie stąd wzięła się nazwa

− double−layer capacitors .

Elektrolit nie wchodzi w reakcję z elek−

trodą, by wytworzyć jakąś nową substancję,

będącą izolatorem. Nie ma specjalnego izola−

tora, a jednak sam obszar styku dwóch sub−

stancji o zupełnie innych właściwościach nie

przewodzi prądu. Aby to wyjaśnić głębiej,

należałoby wniknąć w szczegóły budowy

atomowej użytych substancji chemicznych

i odwołać się do teorii pasm energetycznych,

co jednak zdecydowanie wykracza poza ra−

my tego artykułu.

Podsumujmy: po podaniu niewielkiego

napięcia , mniejszego od "napięcia granicz−

nego", między elektrodami umieszczonymi

w elektrolicie żaden prąd nie płynie i wy−

gląda na to, że w układzie występuje izola−

tor. Prąd nie płynie, jednak pod wpływem

tego niewielkiego napięcia jony zawarte

w elektrolicie przemieszczają się w kierun−

ku "swoich" elektrod (kationy w stronę ka−

tody, aniony − w stronę anody). Wprawdzie

ze względu na małe napięcie nie mogą

przekroczyć bariery na styku z elektrodami,

niemniej gromadzą się przy tych elektro−

dach. Sytuacja w naładowanym superkon−

densatorze wygląda mniej więcej jak na ry−

sunku 3 . Przypomina to naładowany kla−

syczny kondensator z rysunku 2. W tym

wypadku energia nie jest magazynowana

w atomach dielektryka, bo dielektryka tu

nie ma. Jednak przemieszczenie jonów

w elektrolicie wymaga energii, która może

być później oddana.

Wcześniejsze rozważania sugerują, że sy−

tuacja jest tu niezmiernie korzystna, ponie−

waż... grubość dielektryka wydaje się być

równa zeru. Choć może to jest zbyt daleko

idący wniosek (przy zerowej grubości izola−

tora pojemność według wzoru powinna być

nieskończenie wielka), jednak rzeczywiście

uzyskiwana pojemność jest zadziwiająco du−

ża. Można ją zwiększyć jeszcze bardziej, sto−

sując elektrody o jak największej powierzch−

ni i odpowiednio dobrane elektrolity.

ne właściwości, generalnie biorąc, superkon−

densatory zbudowane są w sposób pokazany

w uproszczeniu na rysunku 4 . Kondensator

ma dwie oddzielone elektrycznie elektrody.

Obie zbudowane są z (przewodzącego prąd)

węgla aktywnego, którego struktura przypo−

mina gąbkę. Elektrody są nasączone ciekłym

elektrolitem, a rozdziela je cienka, porowata

membrana − separator. W ten sposób każda

elektroda, będącą bryłką węgla aktywnego

podobną do gąbki, ma ogromną powierzchnię,

która styka się z ciekłym elektrolitem. Ważną

rolę pełni separator. Ta cieniutka, porowata fo−

lia z tworzywa sztucznego nie pełni tu roli

klasycznego dielektryka. Separator uniemożli−

wia bezpośrednie zwarcie elektryczne obu wę−

glowych elektrod. Ale uwaga, separator nie

jest żadną przeszkodą dla jonów − przepuszcza

jony bez przeszkód, dzięki czemu po dołącze−

niu napięcia mogą się one przemieszczać

w kierunku odpowiednich elektrod.

Ponieważ w niektórych superkondensato−

rach elektrolitem jest rozcieńczony kwas

siarkowy − nie wolno ich rozbierać, ani dziu−

rawić obudowy.

Praktyka

Wykorzystanie odpowiedniego elektrolitu

o "napięciu granicznym" rzędu 3V i elektrod

o bardzo rozwiniętej powierzchni umożliwiło

budowę przydatnych w praktyce "superkon−

densatorów" (supercapacitors) . Nazywa się je

też ultrakondensatorami (ultracapacitors)

i kondensatorami dwuwarstwowymi (double−

layer capacitors) . Poszczególne firmy oferują

je pod różnymi nazwami handlowymi. Na

przykład koncern Siemens−Matsushita nazywa

je ultrakondensatorami (UltraCaps, ultraca−

pacitors) , a kondensatory firmy Panasonic zna−

ne są jako "złote kondensatory" (GoldCaps) .

Pierwsze takie kondensatory pojawiły się

mniej więcej dwadzieścia lat temu. Już w ro−

ku 1972 w japońskim koncernie Matsushita

podjęto nad nimi prace. W roku 1978 Panaso−

nic, który należy do tego koncernu, wypuścił

pierwsze "złote kondensatory (GoldCap). Sie−

mens Matsushita Components (Matsushita

w międzyczasie weszła w kooperację z nie−

mieckim Siemensem i utworzyła wspólną fir−

mę) występuje dziś pod nazwą EPCOS i ofe−

ruje ultrakondensatory (UltraCaps). Konden−

satory bazujące na tej samej technologii ofe−

ruje firma PowerCache (AMS Electronic).

Superkondensatory mają w swej ofercie także

firmy NEC, Tokin, Kanebo, Elna i inne.

W praktyce elektrody superkondensato−

rów wykonuje się z węgla aktywnego, który

jak wiadomo, ma ogromną powierzchnię

czynną. Jeden gram porowatego, odpowie−

dnio spreparowanego węgla aktywnego mo−

że mieć niewiarygodnie dużą powierzchnię

kilku, kilkunastu czy kilkudziesięciu metrów

kwadratowych. Węgiel aktywny nasączony

elektrolitem (np. roztworem kwasu siarko−

wego) pozwala zbudować superkondensator.

Choć poszczególni producenci stosują nie−

co odmienne rozwiązania i uzyskują trochę in−

Rysunek 3, pokazujący w uproszczeniu bu−

dowę wewnętrzną wskazuje, że w zasadzie ta−

kie kondensatory są niebiegunowe. Niemniej

niektóre firmy stosują specyficzne rozwiązania

i wymagają, by dołączone napięcie miało okre−

śloną biegunowość.

Rysunek ten pokazuje również, iż elektro−

dy nie są od siebie oddalone na jednakową

odległość. Odległość między niektórymi ob−

szarami obu elektrod jest znaczna. Dochodzi

do tego niezbyt dobra przewod−

ność elektryczna węgla aktyw−

nego. W rezultacie superkon−

densatory mają specyficzne

właściwości. Schemat zastęp−

czy pokazany na rysunku 5

wskazuje na niektóre z nich.

Wskutek znacznej (rozproszo−

nej) rezystancji wewnętrznej

superkondensatora nie można

naładować w bardzo krótkim

Elektronika dla Wszystkich

Podzespoły

czasie. Aby naładowały się nawet najdalsze

obszary, napięcie "ładujące" musi być poda−

ne przez czas co najmniej kilku...kilkudzie−

sięciu sekund, a nawet dłużej. Z kolei przy

rozładowaniu, pomimo ogromnej pojemno−

ści, nie można uzyskać wielkiego prądu.

Pierwsze opracowania superkondensato−

rów przeznaczone były do pracy przy bardzo

małych prądach, nawet poniżej 1 miliampera.

Z czasem, stosując na przykład selektywną

metalizację elektrod, zmniejszono rezystancję

wewnętrzną, przez co zwiększono użyteczne

prądy pracy. Trzeba tu podkreślić, że niektóre

współczesne kondensatory tego typu mają ma−

łą rezystancję wewnętrzną, rzędu miliomów

i mogą oddawać duże prądy, rzędu amperów.

wyrównujące według

rysunku 6 .

Dla osób bliżej zo−

rientowanych w tema−

cie istotna będzie wia−

domość, że superkon−

densatory mają gę−

stość energii rzędu

2...3Wh/kg, a gęstość

mocy rzędu 3kW/kg, co

stawia je pomiędzy aku−

mulatorami a kondensa−

torami elektrolityczny−

mi. Oznacza to, że ze względu na możliwość

gromadzenia energii superkondensatory nadal

ustępują akumulatorom, gdzie gęstość energii

jest znacznie większa (10...100Wh/kg).

Niemniej superkondensatory mają szereg

zalet. Należy do nich duża trwałość, ponad

10 lat. Liczba cykli ładowania/rozładowania

sięga 10000...500000, czyli wielokrotnie

więcej, niż w przypadku akumulatorów

(300...1000). Superkondensatory nie zawie−

rają też bardzo szkodliwych dla środowiska

metali (ołowiu, kadmu). Można je bez szko−

dy rozładować do zera. W przeciwieństwie

do akumulatorów nie wymagają żadnych

specjalnych procedur ładowania − wystarczy

dołączyć je do źródła napięcia.

Oto podane w skrócie zalety i wady su−

perkondensatorów w porównaniu z akumula−

torami i bateriami:

+ krótszy czas ładowania

+ prosty sposób ładowania

+ trwałość nawet 500000 cykli ładowa−

nie/rozładowanie

+ brak składników szkodliwych dla środowi−

ska (ołowiu, kadmu, itp.)

+ odporność na zwarcie

− stosunkowo mała pojemność

− duże rozmiary

− znaczne samorozładowanie (niektóre typy)

Fotografie w artykule pokazują różne kon−

densatory omawianego rodzaju. Niektóre

z nich dostępne są w maleńkich obudowach

SMD (0,047...0,47F prod. Tokin). Inne są

dość duże. Na przykład pokazany na fotogra−

fii wstępnej kondensator EPCO o pojemności

2700F 2,3V i rezystancji wewnętrznej ESR =

0,5mΩ ma wymiary 160x62x62mm i waży

800g. Fotografia 7 pokazuje umieszczony

w typowym 19−calowym module zestaw ultra−

kondensatorów EPCOS o pojemności 100F,

56V, ESR=15mΩ.

Zastosowania

Różne rodzaje ultrakondensatorów są stoso−

wane jako rezerwowe źródła napięcia.

Mniejsze montowane są wprost na płytkach

drukowanych i służą do podtrzymywania za−

wartości pamięci w komputerach i innych

urządzeniach podczas awarii zasilania. Mogą

być stosowane zamiast akumulatorów

w sprzęcie domowym, w zabawkach,

w sprzęcie medycznym, przemysłowym,

w instalacjach ogniw słonecznych, itd.

Technika moto−

ryzacyjna wydaje

się bardzo obiecu−

jącym polem dla

omawianych kon−

densatorów. Na ra−

zie nie są one wy−

korzystywane za−

miast akumulato−

rów w pojazdach

elektrycznych i hy−

brydowych. Prze−

prowadzono próby

wykorzystania no−

woczesnych baterii ultrakondensatorów EP−

COS w hybrydowych pojazdach (m.in.

w miejskich autobusach), gdzie wspomagały

klasyczne akumulatory, stanowiąc dodatkowy

bufor podczas przyspieszania i hamowania.

Ultrakondensatory mogą służyć do budo−

wy bezprzerwowych zasilaczy, tzw. UPS−ów

(Uninterruptible Power Supply). Fotografia

8 pokazuje potężny zespół awaryjnego zasi−

lania z wykorzystaniem ultrakondensatorów

EPCOS, wystawiony na targach w Hanowe−

rze w ubiegłym roku. Wykorzystując 115

kondensatorów po 2700F połączonych

w szereg można uzyskać moc maksymalną

450kW. Przy obciążeniu 20kW zespół do−

starcza energię przez pół minuty, co całkowi−

cie wystarcza do włączenia rezerwowego

agregatu prądotwórczego z silnikiem spali−

nowym.

Choć kondensatory zbudowane na opisa−

nej zasadzie nie są jak na razie popularne, na−

leży śledzić rozwój tych i podobnych techno−

logii, ponieważ ze względu na liczne zalety

po poprawieniu parametrów mogą z czasem

wyprzeć klasyczne akumulatory kwasowo−

ołowiowe i zasadowe.

Ze względu na swą rezystancję wewnętrz−

ną większość superkondensatorów, pomimo

ogromnych pojemności, nie nadaje się do fil−

trów sieciowych zasilaczy, umieszczonych

za prostownikiem. Przepływ znacznego prą−

du ładowania/rozładowania przez znaczną

rezystancję wewnętrzną może doprowadzić

do nadmiernego wzrostu temperatury, a na−

wet do eksplozji. Dotyczy to innych aplika−

cji, gdzie spodziewane są znaczne prądy ła−

dowania/rozładowania. W takich wypadkach

zazwyczaj lepsze okażą się zwykłe, alumi−

niowe kondensatory elektrolityczne.

Innym problemem było i jest samorozła−

dowanie. W niektórych aplikacjach prąd

upływu jest kluczowym parametrem. Okazu−

je się, że prądy upływu były na tyle znaczne,

że po kilkunastu...kilkudziesięciu dniach kon−

densator ulegał samorozładowaniu. Z czasem

poprawiono właściwości i w tym zakresie.

Kolejnym problemem jest małe dopuszczal−

ne napięcie pracy, zwykle 2...3V. Przy więk−

szych napięciach zacznie się elektroliza i kon−

densator może nawet eksplodować pod wpły−

wem ciśnienia powstających gazów. Teoretycz−

nie napięcie pracy można zwiększyć, stosując

szeregowe połączenie kilku(nastu) kondensato−

rów, jednak, jak wiadomo, pojemność przy sze−

regowym połączeniu znacząco maleje. Co gor−

sza, niejednakowe prądy upływu

spowodowałyby przy sze−

regowym połączeniu nie−

jednakowy rozkład napięć

i uszkodzenie niektórych

elementów. Wymaga to

zastosowania środków za−

radczych. W niektórych

budowanych zestawach

są to po prostu rezystory

Piotr Górecki

Elektronika dla Wszystkich

Super (ultra) kondensatory - EdW.pdf

Plik z chomika:

Inne pliki z tego folderu:

Inne foldery tego chomika: