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सुपरकैपेसिटर

1957
  • H. I. Becker
इलेक्ट्रोकेमिस्ट्री प्रयोगशाला में सुपरकैपेसिटर का विश्लेषण करने वाला शोधकर्ता।.

(यह छवि केवल उदाहरण के लिए बनाई गई है)

एक electric double-layer capacitor (EDLC), or supercapacitor, stores energy electrostatically by polarizing an electrolytic solution. Unlike a conventional battery, no chemical reactions are involved. It stores energy in the electric double-layer (Helmholtz double layer) formed at the interface between a high-surface-area electrode and an electrolyte. This allows for extremely fast charging and discharging and a very long cycle life.

ईडीएलसी का मूल सिद्धांत ठोस चालक इलेक्ट्रोड और तरल इलेक्ट्रोलाइट के बीच इंटरफ़ेस पर आवेश का पृथक्करण है। इलेक्ट्रोड आमतौर पर सक्रिय कार्बन या अन्य छिद्रयुक्त पदार्थों से बने होते हैं जिनका सतही क्षेत्रफल असाधारण रूप से उच्च होता है (प्रति ग्राम 2000 वर्ग मीटर तक)। जब वोल्टेज लगाया जाता है, तो इलेक्ट्रोलाइट में आयन विपरीत ध्रुवता वाले इलेक्ट्रोड की ओर गति करते हैं, जिससे आवेश की दो परतें बनती हैं—इलेक्ट्रोड की सतह पर एक इलेक्ट्रॉनिक परत और इलेक्ट्रोलाइट में एक आयनिक परत। ये दोनों परतें हेल्महोल्ट्ज़ परत नामक एक आणविक रूप से पतली इन्सुलेट परत द्वारा अलग होती हैं, जो परावैद्युत के रूप में कार्य करती है। धारिता C = √(एप्सिलॉन A/d) सूत्र द्वारा दी जाती है, जहाँ एप्सिलॉन इलेक्ट्रोलाइट की पारगम्यता है, A इलेक्ट्रोड का सतही क्षेत्रफल है और d आवेश पृथक्करण दूरी है। विशाल सतही क्षेत्रफल और नगण्य आवेश पृथक्करण दूरी (नैनोमीटर के क्रम में) के परिणामस्वरूप अत्यंत उच्च धारिता मान प्राप्त होते हैं, जो पारंपरिक संधारित्रों की तुलना में हजारों गुना अधिक होते हैं। इससे वे काफी मात्रा में ऊर्जा संग्रहित कर सकते हैं, हालांकि उनकी ऊर्जा घनत्व अभी भी बैटरी से कम है। उनका मुख्य लाभ शक्ति घनत्व है—यानी बहुत तेजी से आवेश प्रदान करने और अवशोषित करने की क्षमता।

UNESCO Nomenclature: 2203
भौतिक रसायन विज्ञान

Type

भौतिक उपकरण

व्यवधान

संतोषजनक

उपयोग

व्यापक उपयोग

शगुन

  • लेडेन जार का आविष्कार (1745)
  • हेल्महोल्ट्ज़ का विद्युत दोहरी परत का सिद्धांत (1850 का दशक)
  • छिद्रयुक्त कार्बन सामग्रियों का विकास
  • इलेक्ट्रोस्टैटिक्स और कैपेसिटेंस के बुनियादी सिद्धांत

आवेदन

  • बसों, ट्रेनों और क्रेनों में पुनर्योजी ब्रेकिंग
  • इलेक्ट्रॉनिक उपकरणों में मेमोरी के लिए अल्पकालिक पावर बैकअप (एसआरएएम, डीआरएएम)
  • नवीकरणीय ऊर्जा प्रणालियों में बिजली स्थिरीकरण
  • इंजनों के लिए कोल्ड-स्टार्ट सहायता
  • कैमरा फ्लैश

पेटेंट:

  • US2800616A

संभावित नवाचार विचार

  • हाइब्रिड सुपरकैपेसिटर जो बैटरी जैसे इलेक्ट्रोड को कैपेसिटर जैसे इलेक्ट्रोड के साथ जोड़ते हैं
  • और भी अधिक सतह क्षेत्र और चालकता के लिए ग्राफीन-आधारित इलेक्ट्रोड
  • कार के बॉडी पैनल में एकीकृत संरचनात्मक सुपरकैपेसिटर
  • micro-supercapacitors for powering आईओटी sensors and पहनने योग्य tech
  • व्यापक परिचालन तापमान और उच्च वोल्टेज के लिए इलेक्ट्रोलाइट का अनुकूलन
  • लचीले और खिंचाव योग्य सुपरकैपेसिटर
  • ऊर्जा घनत्व बढ़ाने के लिए रेडॉक्स-सक्रिय इलेक्ट्रोलाइट्स (स्यूडो कैपेसिटर)
  • वस्त्रों में बुने हुए धागे आधारित सुपरकैपेसिटर
  • स्मार्ट विंडोज़ और डिस्प्ले के लिए पारदर्शी सुपरकैपेसिटर
  • स्व-उपचार करने वाले सुपरकैपेसिटर
Related to: supercapacitor, EDLC, ultracapacitor, electric double-layer, Helmholtz layer, activated carbon, power density, regenerative braking, electrostatic storage, fast charging.

ऐतिहासिक संदर्भ

सुपरकैपेसिटर

1950
1950
1950
1957
1957
1959-11
1960
1950
1950
1950
1950
1957
1958
1960
1960

(यदि तिथि अज्ञात है या प्रासंगिक नहीं है, उदाहरण के लिए "द्रव यांत्रिकी", तो इसके उल्लेखनीय उद्भव का एक अनुमानित आंकड़ा प्रदान किया गया है)

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