Суперконденсаторы(Ионисторы)

[Overrider]

По поводу применения ионисторов для пиковых нагрузок на старте и рекуперации говорилось и обсуждалось уже немало, однако один очень неприятный параметр ионистора, а именно, рабочее напряжение, не превышающее 5 вольт, сильно портит всю картину. А последовательно их включать нельзя без устройства балансировки.
Однако. На банке свинцового аккумулятора напряжение не превышает 2.5 вольта, так что можно смело включать йонисторы последовательно, хоть десяток, каждый к своей банке аккумулятора. Аккум в этом случае сам будет их балансировать.
Проблем здесь видится две:
1) не у любого аккумулятора есть доступ к каждой банке
2) у ионисторов относительно большое внутреннее сопротивление, поэтому они не смогут отдавать большой ток. Можно попробовать решить эту проблему запараллелив несколько штук.

никто не хочет попробовать? 

PS Форуму нужен раздел про аккумуляторы.

[mihalich]

По поводу применения ионисторов для пиковых нагрузок на старте и рекуперации говорилось и обсуждалось уже немало, однако один очень неприятный параметр ионистора, а именно, рабочее напряжение, не превышающее 5 вольт, сильно портит всю картину. А последовательно их включать нельзя без устройства балансировки.
Однако. На банке свинцового аккумулятора напряжение не превышает 2.5 вольта, так что можно смело включать йонисторы последовательно, хоть десяток, каждый к своей банке аккумулятора. Аккум в этом случае сам будет их балансировать.
Проблем здесь видится две:
1) не у любого аккумулятора есть доступ к каждой банке
2) у ионисторов относительно большое внутреннее сопротивление, поэтому они не смогут отдавать большой ток. Можно попробовать решить эту проблему запараллелив несколько штук.

никто не хочет попробовать? 

PS Форуму нужен раздел про аккумуляторы.

...
......Увы, но есть и ещё две проблемы:
3) При 10ти аккумуляторах по 6 банок = 60 ионисторов; даже, при оптовой цене по `~ 60 долларов ( розничная 120) стоят  ионисторы `~ 3600 долларов!     .........Подбросьте мне -я попробую.
4) но не спешите, всё равно не стоит:  Любая ёмкость и ионистор тоже, выдаёт энергию только по мере уменьшения своего зарядного напряжения , а оно на СК аккумуляторах, в процессе работы , практически не уменьшается.  Так ионисторы, всегда заряженные ,  работать не будут.

[Alex_Soroka]

По поводу применения ионисторов для пиковых нагрузок на старте и рекуперации говорилось и обсуждалось уже немало

почитайте забугорные исследования - все ясно станет
там применяется сложный контроллер для потребления-отдавания огромных пиков тока - рекуперация и старт.
Да, ионисторы - это "недоаккумуляторы" отсюда и способность поглощать токи которые АКБ не в состоянии поглотить быстро.
Но возьмите в руку ионистор и лампочку на 2.5Вот фонарика - и посмотрите, как при 100% зарядке ионистора лампочка горит слабея накалом меньше 20сек ...

Однако. На банке свинцового аккумулятора напряжение не превышает 2.5 вольта, так что можно смело включать йонисторы последовательно, хоть десяток, каждый к своей банке аккумулятора. Аккум в этом случае сам будет их балансировать.

и что ? напряжение одной банки аккума колеблется от 2.12В(100% заряда) до 2В(0% заряда) - сами посчитаете или помочь - сколько реально энергии "запасется" в ионисторе ?

PS Форуму нужен раздел про аккумуляторы.

...в котором будет срать своими кустарными измышлизмами tvv

[mihalich]

По поводу применения ионисторов для пиковых нагрузок на старте и рекуперации говорилось и обсуждалось уже немало

почитайте забугорные исследования - все ясно станет
там применяется сложный контроллер для потребления-отдавания огромных пиков тока - рекуперация и старт.
Да, ионисторы - это "недоаккумуляторы" отсюда и способность поглощать токи которые АКБ не в состоянии поглотить быстро.
Но возьмите в руку ионистор и лампочку на 2.5Вот фонарика - и посмотрите, как при 100% зарядке ионистора лампочка горит слабея накалом меньше 20сек ...

Однако. На банке свинцового аккумулятора напряжение не превышает 2.5 вольта, так что можно смело включать йонисторы последовательно, хоть десяток, каждый к своей банке аккумулятора. Аккум в этом случае сам будет их балансировать.

и что ? напряжение одной банки аккума колеблется от 2.12В(100% заряда) до 2В(0% заряда) - сами посчитаете или помочь - сколько реально энергии "запасется" в ионисторе ?

PS Форуму нужен раздел про аккумуляторы.

..................Поддерживаю, но и про способы их подключения.
Форум растёт, " растут " и его участники ; Так, если не ошибаюсь, уже пятеро наших коллег , сами делают
ШИМ контроллеры, а это не каждому профессионалу по плечу. Так , тем более , непонятно, почему же , принцип его работы в электромобиле, до сих пор у нас, вроде, засекречен? ? ?......Это и даёт возможность отдельным тормозам , " измерять токовые пульсации на аккумуляторах  В  ВОЛЬТАХ   НА  ВЫХОДЕ БАТАРЕИ !   И выводы делать: -" Пульсация на батарее не превышает 0,2 - 0,4 вольта , значит ШИМ Куртис берёт с батареи  постоянное
напряжение и постоянный ток . и никаких пульсаций ! ! !     Что это?  Тёмный  маразм или наоборот,  грамотное извращение  истины   , в качестве мелкой мести всем , кто может , и не только языком?   

   

.в котором будет срать своими кустарными измышлизмами tvv .

Да, действительно, срать на Форуме не надо.  И тут решительнее должны действовать
Админы. Ну , наконец, чтобы " не нарушать демократию" , предложить этим ГЕНИЯМ ЯЗЫКА БЕЗ КОСТЕЙ, открыть свои ветки , для таких же.

[BigUry]

20 сек - это немало. Но, чтобы эту возможность использовать, сложный контроллер нужен, трехсторонний.

[LICC]

на моем первом проекте был ионистор в паралель с АКБ, недого был, его вн. сопротивление 1 Ом, пришлось его возвратить продавцу.

[tvv]

на моем первом проекте был ионистор в паралель с АКБ, недого был, его вн. сопротивление 1 Ом, пришлось его возвратить продавцу.

вот если бы вы не поленились почитать сперва теорию, и сравнить принцип работы ионистора с аккумулятором,
то вам такие "рацухи" и в голову бы не пришли!

Просто аккумулятор уже как бы включает в себя очень крутой ионистор - та-же емкость дв эл слоя там никуда
не делась, а она огромна (если склероз не изменяет порядка 10 мкф на см2 пластин).   
  Кстати, по этой же причине какое-то вредное влияние ВЧ пульсаций тока на аккумулятор
кажется весьма сомнительным - его просто сгладит та-же внутренняя емкость дв эл слоя аккумулятора!

Так что экономия на теории в сумме приводит к потерям времени и денег :)

Vladimir
PS  вот насчет газового аккума в таком режиме можно еще подумать - у него емкости как раз
хватит на разгон или рекуперацию.

[LICC]

на моем первом проекте был ионистор в паралель с АКБ, недого был, его вн. сопротивление 1 Ом, пришлось его возвратить продавцу.

вот если бы вы не поленились почитать сперва теорию, и сравнить принцип работы ионистора с аккумулятором,
то вам такие "рацухи" и в голову бы не пришли!

Просто аккумулятор уже как бы включает в себя очень крутой ионистор - та-же емкость дв эл слоя там никуда
не делась, а она огромна (если склероз не изменяет порядка 10 мкф на см2 пластин).   
  Кстати, по этой же причине какое-то вредное влияние ВЧ пульсаций тока на аккумулятор
кажется весьма сомнительным - его просто сгладит та-же внутренняя емкость дв эл слоя аккумулятора!

Так что экономия на теории в сумме приводит к потерям времени и денег

Vladimir
PS  вот насчет газового аккума в таком режиме можно еще подумать - у него емкости как раз
хватит на разгон или рекуперацию.

Если б у этого ионистора было вн. сопротивление на порядок меньше чем у АКБ, его бы я не выкинул, почему - подумайте. А с матчастью я знаком не по наслышке.

[tvv]

на моем первом проекте был ионистор в паралель с АКБ, недого был, его вн. сопротивление 1 Ом, пришлось его возвратить продавцу.

вот если бы вы не поленились почитать сперва теорию, и сравнить принцип работы ионистора с аккумулятором,
то вам такие "рацухи" и в голову бы не пришли!

Просто аккумулятор уже как бы включает в себя очень крутой ионистор - та-же емкость дв эл слоя там никуда
не делась, а она огромна (если склероз не изменяет порядка 10 мкф на см2 пластин).   
  Кстати, по этой же причине какое-то вредное влияние ВЧ пульсаций тока на аккумулятор
кажется весьма сомнительным - его просто сгладит та-же внутренняя емкость дв эл слоя аккумулятора!

Так что экономия на теории в сумме приводит к потерям времени и денег :)

Vladimir
PS  вот насчет газового аккума в таком режиме можно еще подумать - у него емкости как раз
хватит на разгон или рекуперацию.

Если б у этого ионистора было вн. сопротивление на порядок меньше чем у АКБ, его бы я не выкинул, почему - подумайте. А с матчастью я знаком не по наслышке.

дак в том-то и прикол, что у ионистора размером меньше аккума и должно быть сопротивление выше - аналогичные ведь процессы.
А ставить ионистор больше аккума и смысла нету - тогда уж проще за те-же или меньшие деньги просто взять аккум побольше :)

Vladimir
PS  хотя, теоретически, такое возможно - если ионистор будет иметь тонкие электроды и просто большой прощади.
Но смысла я в этом не вижу - там будет только емкость слоя без емкости активной массы которую дает аккум,
а в аккумуляторе есть и то и другое, уж лучше тогда использовать аккумулятор аналогичного типа...

[Nickolas]

Да простит меня ВВ за самоуправство, вот живые кондюки

[tvv]

Да простит меня ВВ за самоуправство, вот живые кондюки

ты забыл тут написать самое прикольное - а скоко оно весит? :)

Vladimir

[tvv]

Да простит меня ВВ за самоуправство, вот живые кондюки

да, можно еще эти 27 кДж сравнить с энергией патрона.
У строительных вроде около 1 кДж, вот сколько у калаша и карабина что-то с ходу не вспомню...

Vladimir
PS  и самое прикольное - их делает тот-же завод, что и аккумуляторы, что должно тоже
наводить на некоторые мысли о подобности устройства и внутренних процессов,
а так-же целосообразности этого довеска к тому что и так есть в аккуме...

[Nickolas]

Да простит меня ВВ за самоуправство, вот живые кондюки

ты забыл тут написать самое прикольное - а скоко оно весит?

Vladimir

Если не ошибаюсь, 15 кг.

[BigUry]

Да простит меня ВВ за самоуправство, вот живые кондюки

Для фильтра пульсаций на порядок меньше нужно. А в качестве бустерного накопителя - на порядок больше, и то при условии использования импульсного преобразователя.

[sykt]

на моем первом проекте был ионистор в паралель с АКБ, недого был, его вн. сопротивление 1 Ом, пришлось его возвратить продавцу.

Размеры на фото поражают. Какой емкости ионистор?

[LICC]

на моем первом проекте был ионистор в паралель с АКБ, недого был, его вн. сопротивление 1 Ом, пришлось его возвратить продавцу.

Размеры на фото поражают. Какой емкости ионистор?

ионистор 120в в номинале, 50Кдж

[Alex_Soroka]

Электрическая емкость земного шара, как известно из курса физики, составляет примерно 700 мкФ. Обычный конденсатор такой емкости можно сравнить по весу и объему с кирпичом. Но есть и конденсаторы с электроемкостью земного шара, равные по своим размерам песчинке.

Появились такие приборы сравнительно недавно, лет двадцать назад. Их называют по-разному: ионисторами, иониксами или просто суперконденсаторами.

Не думайте, что они доступны лишь каким-то аэрокосмическим фирмам высокого полета. Сегодня можно купить в магазине ионистор размером с монету и емкостью в одну фараду, что в 1500 раз больше емкости земного шара и близко к емкости самой большой планеты Солнечной системы — Юпитера.

Любой конденсатор запасает энергию. Чтобы понять, сколь велика или мала энергия, запасаемая в ионисторе, важно ее с чем-то сравнить. Вот несколько необычный, зато наглядный способ.

Энергии обычного конденсатора достаточно, чтобы он мог подпрыгнуть примерно на метр-полтора. Крохотный ионистор типа 58?9В, имеющий массу 0,5 г, заряженный напряжением 1 В, мог бы подпрыгнуть на высоту 293 м!

Иногда думают, что ионисторы способны заменить любой аккумулятор. Журналисты живописали мир будущего с бесшумными электромобилями на суперконденсаторах. Но пока до этого далеко. [b-b]Ионистор массой в один кг способен накопить 3000 Дж энергии, а самый плохой свинцовый аккумулятор — 86 400 Дж — в 28 раз больше. [/b-b]Однако при отдаче большой мощности за короткое время аккумулятор быстро портится, да и разряжается только наполовину. Ионистор же многократно и без всякого вреда для себя отдает любые мощности, лишь бы их могли выдержать соединительные провода. Кроме того, ионистор можно зарядить за считаные секунды, а аккумулятору на это обычно нужны часы.

Это и определяет область применения ионистора. Он хорош в качестве источника питания устройств, кратковременно, но достаточно часто потребляющих большую мощность: электронной аппаратуры, карманных фонарей, автомобильных стартеров, электрических отбойных молотков. Ионистор может иметь и военное применение как источник питания электромагнитных орудий. А в сочетании с небольшой электростанцией ионистор позволяет создавать автомобили с электроприводом колес и расходом топлива 1—2 л на 100 км.

Ионисторы на самую разную емкость и рабочее напряжение есть в продаже, но стоят они дороговато. Так что если есть время и интерес, можно попробовать сделать ионистор самостоятельно. Но прежде чем дать конкретные советы, немного теории.

Из электрохимии известно: при погружении металла в воду на его поверхности образуется так называемый двойной электрический слой, состоящий из разноименных электрических зарядов — ионов и электронов. Между ними действуют силы взаимного притяжения, но заряды не могут сблизиться. Этому мешают силы притяжения молекул воды и металла. По сути своей двойной электрический слой не что иное, как конденсатор. Сосредоточенные на его поверхности заряды выполняют роль обкладок. Расстояние между ними очень мало. А, как известно, емкость конденсатора при уменьшении расстояния между его обкладками возрастает. Поэтому, например, емкость обычной стальной спицы, погруженной в воду, достигает нескольких мФ.

По сути своей ионистор состоит из двух погруженных в электролит электродов с очень большой площадью, на поверхности которых под действием приложенного напряжения образуется двойной электрический слой. Правда, применяя обычные плоские пластины, можно было бы получить емкость всего лишь в несколько десятков мФ. Для получения же свойственных ионисторам больших емкостей в них применяют электроды из пористых материалов, имеющих большую поверхность пор при малых внешних размерах.

На эту роль были перепробованы в свое время губчатые металлы от титана до платины. Однако несравненно лучше всех оказался... обычный активированный уголь. Это древесный уголь, который после специальной обработки становится пористым. Площадь поверхности пор 1 см3 такого угля достигает тысячи квадратных метров, а емкость двойного электрического слоя на них — десяти фарад!


Самодельный ионистор На рисунке 1 изображена конструкция ионистора. Он состоит из двух металлических пластин, плотно прижатых к «начинке» из активированного угля. Уголь уложен двумя слоями, между которыми проложен тонкий разделительный слой вещества, не проводящего электроны. Все это пропитано электролитом.

При зарядке ионистора в одной его половине на порах угля образуется двойной электрический слой с электронами на поверхности, в другой — с положительными ионами. После зарядки ионы и электроны начинают перетекать навстречу друг другу. При их встрече образуются нейтральные атомы металла, а накопленный заряд уменьшается и со временем вообще может сойти на нет.

Чтобы этому помешать, между слоями активированного угля и вводится разделительный слой. Он может состоять из различных тонких пластиковых пленок, бумаги и даже ваты.
В любительских ионисторах электролитом служит 25%-ный раствор поваренной соли либо 27%-ный раствор КОН. (При меньших концентрациях не сформируется слой отрицательных ионов на положительном электроде.)

В качестве электродов применяют медные пластины с заранее припаянными к ним проводами. Их рабочие поверхности следует очистить от окислов. При этом желательно воспользоваться крупнозернистой шкуркой, оставляющей царапины. Эти царапины улучшат сцепление угля с медью. Для хорошего сцепления пластины должны быть обезжирены. Обезжиривание пластин производится в два этапа. Вначале их промывают мылом, а затем натирают зубным порошком и смывают его струей воды. После этого прикасаться к ним пальцами не стоит.

Активированный уголь, купленный в аптеке, растирают в ступке и смешивают с электролитом до получения густой пасты, которой намазывают тщательно обезжиренные пластины.

При первом испытании пластины с прокладкой из бумаги кладут одна на другую, после этого попробуем его зарядить. Но здесь есть тонкость. При напряжении более 1 В начинается выделение газов Н2, О2. Они разрушают угольные электроды и не позволяют работать нашему устройству в режиме конденсатора-ионистора.

Поэтому мы должны заряжать его от источника с напряжением не выше 1 В. (Именно такое напряжение на каждую пару пластин рекомендовано для работы промышленных ионисторов.)

[b-b]Подробности для любознательных[/b-b]


При напряжении более 1,2 В ионистор превращается в газовый аккумулятор. Это интересный прибор, тоже состоящий из активированного угля и двух электродов. Но конструктивно он выполнен иначе (см. рис. 2). Обычно берут два угольных стержня от старого гальванического элемента и обвязывают вокруг них марлевые мешочки с активированным углем. В качестве электролита употребляется раствор КОН. (Раствор поваренной соли применять не следует, поскольку при ее разложении выделяется хлор.)

Энергоемкость газового аккумулятора достигает 36 000 Дж/кг, или 10 Вт-ч/кг. Это в 10 раз больше, чем у ионистора, но в 2,5 раза меньше, чем у обычного свинцового аккумулятора. Однако газовый аккумулятор — это не просто аккумулятор, а очень своеобразный топливный элемент. При его зарядке на электродах выделяются газы — кислород и водород. Они «оседают» на поверхности активированного угля. При появлении же тока нагрузки происходит их соединение с образованием воды и электрического тока. Процесс этот, правда, без катализатора идет очень медленно. [b-b]А катализатором, как выяснилось, может быть только платина...[/b-b] Поэтому, в отличие от ионистора, газовый аккумулятор большие токи давать не может.

Тем не менее, московский изобретатель А.Г. Пресняков (http://chemfiles.narod.ru/hit/gas_akk.htm) успешно применил для запуска мотора грузовика газовый аккумулятор. Его солидный вес — почти втрое больше обычного — в этом случае оказался терпим. Зато низкая стоимость и отсутствие таких вредных материалов, как кислота и свинец, казалось крайне привлекательным.

Газовый аккумулятор простейшей конструкции оказался склонен к полному саморазряду за 4—6 часов. Это и положило конец опытам. Кому же нужен автомобиль, который после ночной стоянки нельзя завести?

И все же «большая техника» про газовые аккумуляторы не забыла. Мощные, легкие и надежные, они стоят на некоторых спутниках. Процесс в них идет под давлением около 100 атм, а в качестве поглотителя газов применяется губчатый никель, который при таких условиях работает как катализатор. Все устройство размещено в сверхлегком баллоне из углепластика. Получились аккумуляторы с энергоемкостью почти в 4 раза выше, чем у аккумуляторов свинцовых. Электромобиль мог бы на них пройти около 600 км. Но, к сожалению, пока они очень дороги.

Ссылки:
«Радио», 1955, №06. [Djv-ZIP] Журнал.
http://publ.lib.ru/ARCHIVES/R/%27%27Radio%27%27/%27%27Radio%27%27,1955,N06.%5Bdjv%5D.zip
А.ПРЕСНЯКОВ - Газовые элементы и аккумуляторы (страница 51 журнала)

[qxov]

Поделитесь, пожалуста, опытом эксплуатации ионисторов. Предположим, гипотетический электромобиль с массой M кг, двигавшийся со скорость V км/ч замедляется, применя рекуперативное торможение до полной остановки. Какова необходима емкость ионистра, чтобы всю эту энергию аккуратно принять?

Или по-другому: какой ионистор ставить, скажем, на таврию или ушастого и имеет ли смысл его использование вообще?