ابرخازن ها

ابرخازن یا خازن دولایه الکتریکی نوعی وسیله ذخیره انرژی الکتریکی است که ظرفیت بسیار بالاتری نسبت به خازن‌های معمولی دارد. این دستگاه‌ها ترکیبی از ویژگی‌های خازن‌ها و باتری‌ها را دارا هستند و می‌توانند به سرعت شارژ و دشارژ شوند، اما چگالی انرژی آن‌ها کمتر از باتری‌ها است.ابرخازن‌ها از دو الکترود متخلخل ساخته شده‌اند که معمولاً از کربن فعال شده تشکیل شده‌اند. این الکترودها در یک الکترولیت غوطه‌ور هستند. هنگامی که ولتاژی به ابرخازن اعمال می‌شود، یون‌های موجود در الکترولیت روی سطح الکترودها جذب شده و یک لایه دوقطبی الکتریکی تشکیل می‌دهند. این لایه دوقطبی، انرژی الکتریکی را ذخیره می‌کند.

مزایا:

-          سرعت شارژ و دشارژ بسیار بالا: ابرخازن‌ها می‌توانند در کسری از ثانیه شارژ و دشارژ شوند.

-          سیکل عمر طولانی: ابرخازن‌ها می‌توانند هزاران سیکل شارژ و دشارژ را تحمل کنند.

-          چگالی توان بالا: ابرخازن‌ها می‌توانند جریان‌های بسیار بالایی را تامین کنند.

-          دامنه دمایی گسترده: ابرخازن‌ها در دماهای بسیار بالا و بسیار پایین نیز عملکرد خوبی دارند.

-          دوستدار محیط زیست: مواد تشکیل دهنده ابرخازن‌ها معمولاً غیر سمی و قابل بازیافت هستند.

محدودیت‌ها:

-          چگالی انرژی پایین: ابرخازن‌ها نسبت به باتری‌ها، چگالی انرژی کمتری دارند، به این معنی که برای ذخیره مقدار مشخصی انرژی، به حجم بیشتری نیاز دارند.

-          خود تخلیه: ابرخازن‌ها به مرور زمان به صورت خود به خود تخلیه می‌شوند.

کاربردها:

-          سیستم‌های بازیابی انرژی: در سیستم‌های ترمز احیا کننده خودروهای هیبریدی و برقی برای ذخیره انرژی بازیابی شده از ترمز استفاده می‌شوند.

-          پشتیبانی از باتری‌ها: برای افزایش عمر باتری‌ها و بهبود عملکرد آن‌ها در دستگاه‌های الکترونیکی قابل حمل مانند تلفن‌های همراه و لپ‌تاپ‌ها استفاده می‌شوند.

-          سیستم‌های برق اضطراری: برای تامین برق در مواقع قطع برق استفاده می‌شوند.

-          تجهیزات الکترونیکی با مصرف انرژی بالا: در دستگاه‌هایی مانند دوربین‌های فلش، لیزرها و تجهیزات پزشکی استفاده می‌شوند.

-          وسایل نقلیه برقی: برای تامین انرژی مورد نیاز سیستم‌های کمکی مانند سیستم‌های شروع و توقف و سیستم‌های تهویه مطبوع استفاده می‌شوند.

به طور خلاصه، ابرخازن‌ها یک فناوری نوظهور هستند که به دلیل سرعت شارژ و دشارژ بالا، سیکل عمر طولانی و چگالی توان بالا، پتانسیل بالایی برای کاربرد در صنایع مختلف دارند.