సూపర్ కెపాసిటర్లు - పరికరం, ఆచరణాత్మక అప్లికేషన్, ప్రయోజనాలు మరియు అప్రయోజనాలు

సూపర్ కెపాసిటర్ అంటే ఏమిటి

సూపర్ కెపాసిటర్లు లేదా సూపర్ కెపాసిటర్లు సాధారణ విద్యుద్విశ్లేషణ కెపాసిటర్‌లను పోలి ఉంటాయి, అయినప్పటికీ అవి చాలా ఎక్కువ విద్యుత్ సామర్థ్యంలో (అత్యంత పెద్ద కెపాసిటర్లు) రెండో వాటి నుండి భిన్నంగా ఉంటాయి. దాని లక్షణాల పరంగా, అయానిస్టర్ అనేది బ్యాటరీ మరియు కెపాసిటర్ మధ్య క్రాస్. అతని పరికరాన్ని ఎలక్ట్రిక్ డబుల్ లేయర్‌తో కెపాసిటర్‌గా వర్ణించవచ్చు, సూపర్ కెపాసిటర్‌లను ఇంగ్లీష్ వనరులలో EDLC — ఎలక్ట్రిక్ డబుల్ లేయర్ కెపాసిటర్ అని పిలవడం ఏమీ లేదు.

అటువంటి కెపాసిటర్ దానిలో జరుగుతున్న ఎలెక్ట్రోకెమికల్ ప్రక్రియలకు కృతజ్ఞతలు తెలుపుతుంది మరియు సాంప్రదాయ కెపాసిటర్‌లో వలె ప్లేట్ల మధ్య విద్యుద్వాహకములో నిల్వ చేయబడిన విద్యుత్ క్షేత్రం కారణంగా కాదు. ప్లేట్ల మధ్య క్లాసికల్ విద్యుద్వాహక పొర లేదు, మరియు ప్లేట్లు తాము వ్యతిరేక రకానికి చెందిన ఛార్జ్ క్యారియర్‌లలో భిన్నమైన పదార్థాలతో తయారు చేయబడతాయి.

ఆ మేరకు కెపాసిటర్ యొక్క కెపాసిటెన్స్ దాని ప్లేట్ల ప్రాంతానికి నేరుగా అనులోమానుపాతంలో ఉంటుంది; పెద్ద సామర్థ్యాన్ని పొందడానికి, ప్లేట్ల యొక్క విస్తృత ప్రాంతాన్ని కలిగి ఉండటం అవసరం. ఈ కారణంగానే సూపర్ కెపాసిటర్ యొక్క ఎలక్ట్రోడ్లు సాధారణంగా ఫోమ్డ్ కార్బన్‌తో తయారు చేయబడతాయి, ఇది "ప్లేట్లు" యొక్క చాలా ముఖ్యమైన ప్రాంతాన్ని ఇస్తుంది.

ఎలక్ట్రోడ్‌లు సెపరేటర్ ద్వారా వేరు చేయబడతాయి మరియు ఘన ఆమ్లం లేదా ఆల్కలీన్ ఎలక్ట్రోలైట్‌లో ఉంటాయి. సెపరేటర్ ఎలక్ట్రోడ్ల మధ్య షార్ట్ సర్క్యూట్‌ను తొలగిస్తుంది. రుబిడియం, వెండి మరియు అయోడిన్ యొక్క స్ఫటికాకార ఎలక్ట్రోలైట్ తక్కువ ఉష్ణోగ్రతలకు నిరోధకత కలిగిన అధిక-సామర్థ్యం, ​​తక్కువ స్వీయ-ఉత్సర్గ అయానిస్టర్‌లను సృష్టించడం సాధ్యం చేస్తుంది.

తక్కువ అంతర్గత నిరోధకత కలిగిన సూపర్ కెపాసిటర్లు ఉదాహరణకు, సల్ఫ్యూరిక్ యాసిడ్ ద్రావణం ఆధారంగా పొందబడతాయి, అయితే అటువంటి సూపర్ కెపాసిటర్ల యొక్క ఆపరేటింగ్ వోల్టేజ్ 1 వోల్ట్‌కు పరిమితం చేయబడింది, అదనంగా, అటువంటి పరిష్కారాలు విషపూరితమైనవి, కాబట్టి అవి చాలా అరుదుగా ఉపయోగించబడతాయి.

సూపర్ కెపాసిటర్‌లోని ఎలెక్ట్రోకెమికల్ రియాక్షన్ వల్ల కొన్ని ఎలక్ట్రాన్‌లు ఎలక్ట్రోడ్‌లను వదిలివేస్తాయి, ఇది ఎలక్ట్రోడ్‌లను సానుకూలంగా ఛార్జ్ చేస్తుంది. ప్రతికూల అయాన్లు ధనాత్మకంగా చార్జ్ చేయబడిన ఎలక్ట్రోడ్లకు ఎలక్ట్రోలైట్ ద్వారా ఆకర్షించబడతాయి. ఇది విద్యుత్ పొరను ఏర్పరుస్తుంది.

ఫలితంగా, సూపర్ కెపాసిటర్ యొక్క ఛార్జ్ కార్బన్ మరియు ఎలక్ట్రోలైట్ మధ్య ఇంటర్‌ఫేస్‌లో నిల్వ చేయబడుతుంది మరియు కాటయాన్‌లు మరియు అయాన్‌ల ద్వారా ఏర్పడిన విద్యుత్ పొర యొక్క మందం 1-5 nm మాత్రమే, ఇది కెపాసిటర్ ప్లేట్ల మధ్య చాలా తక్కువ దూరానికి సమానం. . దీని ఫలితంగా ఫారడ్స్‌లో కొలవబడిన గణనీయమైన కెపాసిటెన్స్ ఏర్పడుతుంది. సూపర్ కెపాసిటర్ ధ్రువంగా ఉంటుంది, కాబట్టి, సర్క్యూట్‌కు కనెక్ట్ చేసినప్పుడు, సరైన ధ్రువణతను గమనించడం అవసరం.

సూపర్ కెపాసిటర్ల అప్లికేషన్

నేడు, సూపర్ కెపాసిటర్లు తరచుగా డిజిటల్ టెక్నాలజీలో మైక్రోకంట్రోలర్‌లు, మెమరీ సర్క్యూట్‌లు, CMOS చిప్స్, ఎలక్ట్రానిక్ గడియారాలు మరియు మరిన్నింటికి బ్యాకప్ పవర్ సప్లైలుగా కనిపిస్తాయి.

బ్యాటరీలతో కలిపి ఉపయోగించినప్పుడు, సూపర్ కెపాసిటర్లు కూడా సామర్థ్యాన్ని పెంచుతాయి మరియు బ్యాటరీల బరువు మరియు పరిమాణంలో తగ్గింపులను ఎనేబుల్ చేయగలవు, పీక్ లోడ్ సమయంలో అదనపు శక్తిని అందిస్తాయి.

కెపాసిటర్లు మరియు బ్యాటరీల మధ్య ఇంటర్మీడియట్ స్థానంలో ఉండటం వలన, సూపర్ కెపాసిటర్లు వివిధ రంగాలలో వర్తిస్తాయి: పునరుత్పత్తి బ్రేకింగ్ సిస్టమ్‌లలో శక్తి నిల్వ, తక్కువ పవర్ అప్లికేషన్‌లు మరియు ఫాస్ట్ ఛార్జింగ్ అప్లికేషన్‌లు (మెరుపు, ప్లేయర్, మెమరీ మొదలైనవి).

భవిష్యత్తులో పోర్టబుల్ ఎలక్ట్రానిక్ పరికరాలు, ఎలక్ట్రిక్ కార్లు మరియు ఈరోజు బ్యాటరీలతో నడిచే దేనినైనా చేర్చే అవకాశం ఉంది, వాటిని నిమిషాల్లో ఛార్జ్ చేయవచ్చు. స్వల్పకాలిక విద్యుత్ వినియోగ పరిస్థితులలో అధిక సంఖ్యలో ఛార్జ్-డిచ్ఛార్జ్ సైకిల్స్ అవసరమైనప్పుడు సూపర్ కెపాసిటర్లు కూడా చాలా అవసరం.

మేము ఈ రోజు సూపర్ కెపాసిటర్ల విజయవంతమైన అప్లికేషన్ యొక్క కొన్ని ప్రాంతాలను మాత్రమే జాబితా చేస్తాము:

• గాలి శక్తి,
• వైద్య పరికరములు,
• అనవసరమైన విద్యుత్ సరఫరా,
• శక్తి నిల్వ,
• బ్రేకింగ్ శక్తి పునరుత్పత్తి,
• వినియోగదారు ఎలక్ట్రానిక్స్ మరియు వంటగది ఉపకరణాల కోసం ఆహారం,
• LED లు మరియు సెన్సార్లను శక్తివంతం చేయడం,
• బ్యాకప్ మెమరీ,
• ఎలక్ట్రానిక్ తాళాల విద్యుత్ సరఫరాను నిర్వహించడం,
• వోల్టేజ్ స్థిరీకరణ.

ప్రయోజనాలు మరియు అప్రయోజనాలు

సూపర్ కెపాసిటర్ల యొక్క ప్రతికూలతలు తక్కువ ఆపరేటింగ్ వోల్టేజీని కలిగి ఉంటాయి (ఒక సెల్‌కు 2.7 వోల్ట్ల వరకు, ఇది బ్యాటరీలలో సూపర్ కెపాసిటర్‌లను సేకరించాల్సిన అవసరానికి దారి తీస్తుంది) మరియు బ్యాటరీలు మరియు కెపాసిటర్‌లతో పోలిస్తే అధిక ధర.

సూపర్ కెపాసిటర్ల యొక్క సానుకూల లక్షణాలు: ఛార్జింగ్ మరియు డిశ్చార్జింగ్ వేగం, వందల వేల చక్రాల వనరు, నిర్వహణ-రహిత, చిన్న పరిమాణం మరియు బరువు, వాడుకలో సౌలభ్యం, ఆపరేటింగ్ ఉష్ణోగ్రతల విస్తృత శ్రేణి, సుదీర్ఘ సేవా జీవితం.

ఇది కూడ చూడు: బ్యాటరీలు మరియు కెపాసిటర్ల మధ్య తేడా ఏమిటి