Популярные статьи

BMW 3-series Coupe (Бмв ) 2006-2009: описание, характеристики, фото, обзоры и тесты

С сентября 2006 года серийно выпускается БМВ 3-й серии купе (Е92). Невзирая на свое техническое родство с седаном и Touring, купе БМВ 3-й серии имеет

Длительный тест Range Rover Sport: часть вторая

Аш длительный тест Range Rover Sport Supercharged подошел к концу. Первая хорошая новость: машину не угнали! Вторая: несмотря на соблазн, за

Audi E-tron (Ауди ) 2010: описание, характеристики, фото, обзоры и тесты

Audi E-tron, представленный на автосалоне в Детройте в январе 2010 года, совсем не то же самое, что E-tron, который выставлялся осенью на IAA 2009 во

Принципы ухода за АКБ зимой

В зимнее время года при морозной погоде аккумулятор автомобиля испытывает нагрузку намного больше, чем в летнее время. Автовладельцами замеченны

SEAT Toledo (Сиат Толедо) 1998-2004: описание, характеристики, фото, обзоры и тесты

Эта модель расширяет присутствие компании SEAT в сегменте рынка престижных автомобилей. Toledo - первый автомобиль компании дизайн которого выполнен

В 2000 г. семейство японских Corolla лишь обновилось. Спрос на эти машины падал и классическая Corolla уже не устраивала японских покупателей. Как

Skoda Octavia (Шкода Октавия) 1996-1999: описание, характеристики, фото, обзоры и тесты

Skoda Octavia - это современный переднеприводной автомобиль с поперечным расположением двигателя. На нём может стоять один из пяти моторов концерна

Chrysler PT Cruiser (Крайслер Пт крузер) 1999-2010: описание, характеристики, фото, обзоры и тесты

Дебют серийной модели PT Cruiser состоялся в 1999 году в Детройте. Компании Chrysler удалось зацепить ностальгическую струну в душе каждого простого

Примеряем Audi A6 Allroad и A8 Hybrid к нашим дорогам

Компания сыграла на контрасте, представив одновременно две модели, совершенно противоположные по идеологии: сверхэкономичный лимузин-гибрид А8 и

Toyota Tundra Crew Max (Тойота Тундра Crew Max) 2006-2009: описание, характеристики, фото, обзоры и тесты

Toyota Tundra (Тойота Тундра) проектировался как грузовик. Мощный двигатель, основательная рама и большая грузоподъемность... вот что отличает этот

Архив сайта
Облако тегов
Календарь

Робимо саморобний іоністор - суперконденсатор будинку. - зроби сам - Технології, зроби сам. - Каталог статей - Орден Сучасній Технократії

Електрична ємність земної кулі, як відомо з курсу фізики, становить приблизно 700 мкФ

Електрична ємність земної кулі, як відомо з курсу фізики, становить приблизно 700 мкФ. Звичайний конденсатор такої ємності можна порівняти за вагою й обсягом з цеглою. Але є і конденсатори з електроємна земної кулі, рівні за своїми розмірами піщинці.
З'явилися такі прилади порівняно недавно, років двадцять тому. Їх називають по-різному: іоністорів, іоніксамі або просто суперконденсаторами.
Не думайте, що вони доступні лише якимось аерокосмічним фірмам високого польоту. Сьогодні можна купити в магазині іоністор розміром з монету і ємністю в одну фараду, що в 1500 разів більше ємності земної кулі і близько до ємності найбільшої планети Сонячної системи - Юпітера.

Будь-конденсатор запасає енергію. Щоб зрозуміти, наскільки велика або мала енергія, що запасається в іоністорів, важливо її з чимось порівняти. Ось дещо незвичний, зате наочний спосіб.
Енергії звичайного конденсатора досить, щоб він міг підстрибнути приблизно на метр-півтора. Крихітний іоністор типу 58-9В, що має масу 0,5 г, заряджений напругою 1 В, міг би підстрибнути на висоту 293 м!
Іноді думають, що іоністори здатні замінити будь-який акумулятор. Журналісти малювали світ майбутнього з безшумними електромобілями на суперконденсаторах. Але поки до цього далеко. Іоністор масою в один кг здатний нагромадивши 3000 Дж енергії, а найгірший свинцевий акумулятор - 86 400 Дж - в 28 разів більше. Однак при віддачі великої потужності за короткий час акумулятор швидко псується, та й розряджається тільки наполовину. Іоністор ж багаторазово і без будь-якої шкоди для себе віддає будь потужності, аби їх могли витримати з'єднувальні дроти. Крім того, іоністор можна зарядити за лічені секунди, а акумулятора на це зазвичай потрібні годинник.
Це і визначає область застосування іоністори. Він гарний у якості джерела живлення пристроїв, короткочасно, але досить часто споживають велику потужність: електронної апаратури, кишенькових ліхтарів, автомобільних стартерів, електричних відбійних молотків. Іоністор може мати і військове застосування як джерело живлення електромагнітних знарядь. А в поєднанні з невеликою електростанцією іоністор дозволяє створювати автомобілі з електроприводом коліс і витратою палива 1-2 л на 100 км.
Іоністори на найрізноманітнішу ємність і робоча напруга є в продажу, але коштують вони дорого. Так що якщо є час і інтерес, можна спробувати зробити іоністор самостійно. Але перш ніж дати конкретні поради, трохи теорії.
З електрохімії відомо: при зануренні металу в воду на його поверхні утворюється так званий подвійний електричний шар, що складається з різнойменних електричних зарядів - іонів і електронів. Між ними діють сили взаємного тяжіння, але заряди не можуть зблизитися. Цьому заважають сили тяжіння молекул води і металу. По суті своїй подвійний електричний шар не що інше, як конденсатор. Зосереджені на його поверхні заряди виконують роль обкладок. Відстань між ними дуже мало. А, як відомо, ємність конденсатора при зменшенні відстані між його обкладинками зростає. Тому, наприклад, ємність звичайної сталевої спиці, зануреної в воду, досягає декількох мФ.
По суті своїй іоністор складається з двох занурених в електроліт електродів з дуже великою площею, на поверхні яких під дією прикладеної напруги утворюється подвійний електричний шар. Правда, застосовуючи звичайні плоскі пластини, можна було б отримати ємність всього лише в кілька десятків мФ. Для отримання ж властивих іоністорів великих ємностей в них застосовують електроди з пористих матеріалів, що мають велику поверхню пір при малих зовнішніх розмірах.
На цю роль були перепробувані свого часу губчаті метали від титану до платини. Однак незрівнянно краще за всіх виявився ... звичайний активоване вугілля. Це деревне вугілля, який після спеціальної обробки стає пористим. Площа поверхні пір 1 см3 такого вугілля досягає тисячі квадратних метрів, а місткість подвійного електричного шару на них - десяти фарад!

Саморобний іоністор На малюнку 1 зображена конструкція іоністори
Саморобний іоністор На малюнку 1 зображена конструкція іоністори. Він складається з двох металевих пластин, щільно притиснуті до «начинки» з активованого вугілля. Вугілля покладений двома шарами, між якими прокладено тонкий розділовий шар речовини, що не проводить електрони. Все це просякнуте електролітом.
При зарядці іоністори в одній його половині на порах вугілля утворюється подвійний електричний шар з електронами на поверхні, в іншій - з позитивними іонами. Після зарядки іони і електрони починають перетікати назустріч один одному. При їх зустрічі утворюються нейтральні атоми металу, а накопичений заряд зменшується і з часом взагалі може зійти нанівець.
Щоб цьому перешкодити, між шарами активованого вугілля і вводиться розділовий шар. Він може складатися з різних тонких пластикових плівок, паперу і навіть вати.
В аматорських іоністорів електролітом служить 25% -ний розчин кухонної солі або 27% -ний розчин КОН. (При менших концентраціях не сформується шар негативних іонів на позитивних пластинах.)
Як електроди застосовують мідні пластини із заздалегідь припаяними до них проводами. Їх робочі поверхні слід очистити від окислів. При цьому бажано скористатися крупнозернистою шкіркою, залишає подряпини. Ці подряпини поліпшать зчеплення вугілля з міддю. Для хорошого зчеплення пластини повинні бути знежирені. Знежирення пластин проводиться в два етапи. Спочатку їх промивають милом, а потім натирають зубним порошком і змивають його струменем води. Після цього торкатися до них пальцями не варто.
Активоване вугілля, куплений в аптеці, розтирають у ступці і змішують з електролітом до отримання густої пасти, якою намазують ретельно знежирені пластини.
При першому випробуванні пластини з прокладкою з паперу кладуть одна на іншу, після цього спробуємо його зарядити. Але тут є тонкість. При напрузі понад 1 В починається виділення газів Н2, О2. Вони руйнують вугільні електроди і не дозволяють працювати нашому пристрою в режимі конденсатора-іоністори.
Тому ми повинні заряджати його від джерела з напругою не вище 1 В. (Саме таку напругу на кожну пару пластин рекомендовано для роботи промислових іоністорів.)
Подробиці для допитливих

При напрузі більше 1,2 В іоністор перетворюється в газовий акумулятор
При напрузі більше 1,2 В іоністор перетворюється в газовий акумулятор. Це цікавий прилад, теж складається з активованого вугілля і двох електродів. Але конструктивно він виконаний інакше (див. Рис. 2). Зазвичай беруть два вугільних стержня від старого гальванічного елемента і обв'язують навколо них марлеві мішечки з активованим вугіллям. В якості електроліту використовується розчин КОН. (Розчин кухонної солі застосовувати не слід, оскільки при її розкладанні виділяється хлор.)
Енергоємність газового акумулятора досягає 36 000 Дж / кг, або 10 Вт-ч / кг. Це в 10 разів більше, ніж у іоністори, але в 2,5 рази менше, ніж у звичайного свинцевого акумулятора. Однак газовий акумулятор - це не просто акумулятор, а дуже своєрідний паливний елемент. При його зарядці на електродах виділяються гази - кисень і водень. Вони «осідають» на поверхні активованого вугілля. При появі ж струму навантаження відбувається їх з'єднання з утворенням води і електричного струму. Процес цей, правда, без каталізатора йде дуже повільно. А каталізатором, як з'ясувалося, може бути тільки платина ... Тому, на відміну від іоністори, газовий акумулятор великі струми давати не може.
Проте, московський винахідник А.Г. Пресняков (http://chemfiles.narod.ru/hit/gas_akk.htm) успішно застосував для запуску мотора вантажівки газовий акумулятор. Його солідну вагу - майже втричі більше звичайного - в цьому випадку виявився терпимо. Зате низька вартість і відсутність таких шкідливих матеріалів, як кислота і свинець, здавалося вкрай привабливим.
Газовий акумулятор найпростішої конструкції виявився схильний до повного саморазряду за 4-6 годин. Це і поклало кінець дослідам. Кому ж потрібен автомобіль, який після нічної стоянки не можна завести?
І все ж «велика техніка» про газові акумулятори не забула. Потужні, легені і надійні, вони стоять на деяких супутниках. Процес в них йде під тиском близько 100 атм, а в якості поглинача газів застосовується губчастий нікель, який при таких умовах працює як каталізатор. Всі пристрій розміщено в надлегкому балоні з вуглепластика. Вийшли акумулятори з енергоємністю майже в 4 рази вище, ніж в акумуляторів свинцевих. Електромобіль міг би на них пройти близько 600 км. Але, на жаль, поки вони дуже дорогі.


джерело: http://koroed.f5.ru/post/258869

Кому ж потрібен автомобіль, який після нічної стоянки не можна завести?