Суперконденсатор и области его применения

Актуальность

Когда пытаешься понять, зачем может понадобиться устройство, выдающее большой ток, сразу вспоминается попытка завести автомобиль, простоявший неделю на 30-градусном морозе. Это действительно богатая область применения для суперконденсаторов. Зарядка − это разовый кратковременный процесс, поэтому сравнительно небольшая ёмкость не является проблемой.

Другая ниша для применения суперконденсаторов − это работа с системами энергоснабжения. Нагрузка на сеть «скачет» быстро и часто, поэтому электроэнергию необходимо запасать тогда, когда нагрузка минимальна, и, наоборот, быстро отдавать, когда возникает потребительский пик. Для этого суперконденсаторы подходят как нельзя лучше, причём независимо от масштабов: их можно внедрять в крупные электросети и использовать в «домашних» условиях, например если на вашей крыше установлены солнечные батареи.

Цель

Собрать суперконденсатор и выявить экономически выгодные области его применения.

Задачи

1. Ознакомиться с технологиями существующих источников альтернативной энергии и источников, запасающих ее.

2. Изучить современные принципы хранения энергии.

3. Собрать прототип суперконденсатора.

4. Изучить характеристики собранного прототипа (мощность, сила тока, удельная энергия, плотность энергий, КПД зарядки-разрядки).

5. Сопоставить полученные характеристики с характеристиками существующих топливных элементов.

6. Сформулировать идеи об улучшении получившегося элемента удешевления конструкции.

Оснащение и оборудование, использованное при создании работы

• Электроды
• Диски из углеродного материала
• Электролит
• Сепараторы
• Перчатки
• Очки
• Мембрана Nafion 115
• Шприц
• Вольтметр

Описание

В ходе исследования была проведена работа в лаборатории, где собиралась

действующая модель. Предварительно были изучены научные работы и статьи по данной тематике. Автор ознакомился с устройством работы различных конденсаторов и топливных элементов, а также изучил принципы работы, механизмы реакций, эксплуатационные характеристики. Далее шла обработка результатов, полученных в лаборатории, и составление диаграммы, отображающей работу ячейки.

Результаты работы / выводы

Итоговым результатом стала сборка суперконденсатора и его положительный тест в ходе зарядно-разрядного испытания.

Перспективы использования результатов работы

В перспективе планируется создание более экологичной конструкции суперконденсатора по сравнению с другими аналогами; увеличение КПД устройства, а также его удешевление за счет использования аналоговых материалов, не уступающих по свойствам исходным.

Сотрудничество с вузом/учреждением при создании работы

МФТИ