{"id":1657,"date":"2019-05-22T02:47:38","date_gmt":"2019-05-22T02:47:38","guid":{"rendered":"http:\/\/www.meetyoucarbide.com\/single-post-the-path-of-electrochemical-capacitors-a-strong-complement-in-the-energy-field\/"},"modified":"2020-05-04T13:12:06","modified_gmt":"2020-05-04T13:12:06","slug":"the-path-of-electrochemical-capacitors-a-strong-complement-in-the-energy-field","status":"publish","type":"post","link":"https:\/\/www.meetyoucarbide.com\/tr\/elektrokimyasal-kapasitorlerin-yolu-enerji-alaninda-guclu-tamamlayici\/","title":{"rendered":"Elektrokimyasal kapasit\u00f6rlerin yolu - enerji alan\u0131nda g\u00fc\u00e7l\u00fc bir tamamlay\u0131c\u0131"},"content":{"rendered":"<div class=\"vgblk-rw-wrapper limit-wrapper\">\n<div>\n<div>Kondansat\u00f6r kavram\u0131 uzun zamand\u0131r var. \u0130lk olarak Leiden \u015fi\u015fesi olarak biliniyordu. Prototipi, hidrolize asit dielektrik i\u00e7eren bir cam \u015fi\u015fedir. Aside bat\u0131r\u0131lm\u0131\u015f iletken ve cam \u015fi\u015fenin d\u0131\u015f\u0131na kaplanm\u0131\u015f metal folyo iki elektrot g\u00f6revi g\u00f6r\u00fcr. Aradaki cam, \u015eekil 1&#039;de g\u00f6sterildi\u011fi gibi bir dielektrik malzeme olarak kullan\u0131l\u0131r. Berker, 1757&#039;de bir patent ba\u015fvurusunda bulunur; bu, birincil h\u00fccredeki elektrik enerjisinin, sulu dielektrik g\u00f6zenekli karbona bat\u0131r\u0131lm\u0131\u015f \u00e7ift h\u00fccrede depolanan y\u00fck ile depoland\u0131\u011f\u0131n\u0131 a\u00e7\u0131klar. malzeme aray\u00fcz\u00fc. Elektrokimyasal kondansat\u00f6r (s\u00fcperkapasit\u00f6r olarak da bilinir) nedir? Birincisi, hafniyum oksit film sistemi ve bir karbon \u00e7ift katman\u0131 taraf\u0131ndan geli\u015ftirilen b\u00fcy\u00fck kapasiteli bir kapasit\u00f6rd\u00fcr (farad kapasitesinin gram\u0131 ba\u015f\u0131na). Bu kadar b\u00fcy\u00fck bir \u015farj kapasitesi nas\u0131l elde edilir? Sonra neler oldu\u011funu \u00f6\u011frenece\u011fiz.<\/div>\n<div>\u015eekil 1 Leiden \u015fi\u015fesinin prensibi ve fiziksel haritas\u0131<\/div>\n<p><img decoding=\"async\" src=\"https:\/\/www.meetyoucarbide.com\/wp-content\/uploads\/2019\/05\/f875f9_83200e72c68e491fad0612235f699fe2mv2-1.png\" alt=\"\" title=\"\"><\/p>\n<div>I. S\u0131n\u0131fland\u0131rma ve prensip<\/div>\n<div>Elektrokimyasal kapasit\u00f6rlerin birka\u00e7 \u00f6nemli \u00f6zelli\u011fi oldu\u011fu bilinmektedir: hepsi enerji deposuna ba\u011fl\u0131 olan y\u00fcksek g\u00fc\u00e7 yo\u011funlu\u011fu (h\u0131zl\u0131 \u015farj ve de\u015farj, ikinci derece), uzun \u00e7evrim \u00f6mr\u00fc ve nispeten b\u00fcy\u00fck enerji yo\u011funlu\u011fu (lityum iyon pillerden biraz daha az) mekanizmas\u0131. Enerji depolama prensibine g\u00f6re, elektrokimyasal kapasit\u00f6rler genellikle elektrikli \u00e7ift katmanl\u0131 kapasit\u00f6rlere ve Faraday tantal kapasit\u00f6rlere ayr\u0131l\u0131r. Tabii ki, ikisini birlikte kar\u0131\u015ft\u0131rmak da hibrid kapasit\u00f6r olarak adland\u0131r\u0131l\u0131r. \u0130lgili enerji depolama mekanizmalar\u0131 nelerdir ve lityum iyon pillerden nas\u0131l farkl\u0131d\u0131rlar? A\u015fa\u011f\u0131da, \u015eekil 2&#039;de g\u00f6sterildi\u011fi gibi, baz\u0131 temel enerji depolama prensiplerini ve lityum iyon pillerle olan fark\u0131 k\u0131saca anl\u0131yoruz.<\/div>\n<p><img decoding=\"async\" src=\"https:\/\/www.meetyoucarbide.com\/wp-content\/uploads\/2019\/05\/f875f9_2a6ba6fe35744bcc90b70c96393f7980mv2-1.png\" alt=\"\" title=\"\"><\/p>\n<div>\u015eekil 2 Elektrikli \u00e7ift katmanl\u0131 kapasit\u00f6r, Faraday tantal kapasit\u00f6r ve lityum iyon pilin temel bile\u015fimi ve enerji depolama mekanizmas\u0131n\u0131n kar\u015f\u0131la\u015ft\u0131r\u0131lmas\u0131<\/div>\n<div>Elektrikli \u00e7ift katmanl\u0131 bir kapasit\u00f6rde, y\u00fckler elektrolitte pozitif ve negatif iyonlar\u0131 \u00e7ekerek y\u00fczeye yak\u0131n bir b\u00f6lgede konsantre edilir ve b\u00f6ylece elektrot ile elektrolit aras\u0131nda enerji depolamak i\u00e7in bir elektrostatik alan olu\u015fturulur. Her iki kutbun da pozitif ve negatif bir y\u00fck \u00e7ifti vard\u0131r, bu nedenle buna elektrikli \u00e7ift katmanl\u0131 kapasit\u00f6r denir. Bu reaksiyon olduk\u00e7a geri d\u00f6n\u00fc\u015f\u00fcml\u00fc fiziksel adsorpsiyon, m\u00fckemmel d\u00f6ng\u00fc stabilitesi (&gt; 100.000 kez) ve \u015farj ve de\u015farj oran\u0131 son derece h\u0131zl\u0131d\u0131r, ancak s\u0131n\u0131rl\u0131 \u015farj nedeniyle enerji y\u00fcksek de\u011fildir. Faraday tantal kapasit\u00f6r\u00fcnde, bir y\u00fck, elektrot elektrolitinin aray\u00fcz\u00fcnden ge\u00e7er ve elektrottaki veya i\u00e7ine g\u00f6m\u00fcl\u00fc de\u011fi\u015fken de\u011ferlik maddesinin bir y\u00fczeyi, y\u00fck\u00fcn depolanmas\u0131n\u0131 ger\u00e7ekle\u015ftirmek i\u00e7in bir redoks reaksiyonunun elektrolitteki iyonlarla birle\u015fmesine neden olur. Enerji depolama mekanizmas\u0131, geleneksel elektrikli \u00e7ift katmanl\u0131 enerji deposundan farkl\u0131d\u0131r. Bu redoks reaksiyonlar\u0131n\u0131n baz\u0131lar\u0131 elektrot y\u00fczeyinde h\u0131zl\u0131 geri d\u00f6n\u00fc\u015f\u00fcml\u00fc reaksiyonlar oldu\u011fundan ve baz\u0131lar\u0131 belirli bir faz de\u011fi\u015fikli\u011fine sahip g\u00f6m\u00fcl\u00fc reaksiyonlar oldu\u011fundan, d\u00f6ng\u00fc kararl\u0131l\u0131\u011f\u0131 elektrikli \u00e7ift katmanl\u0131 kapasit\u00f6r\u00fcnkinden daha k\u00f6t\u00fcd\u00fcr, ancak depolanan enerji iyile\u015ftirilir. Bir lityum iyon pil i\u00e7in, esas olarak \u015farj ve de\u015farj s\u0131ras\u0131nda \u015farj ve de\u015farj s\u0131ras\u0131nda pozitif ve negatif elektrotlar\u0131n katmanl\u0131 yap\u0131s\u0131na g\u00f6m\u00fclecek ve \u00e7\u0131kar\u0131lacak elektrolitteki lityum iyonlar\u0131na dayan\u0131r. Bu mekanizma alt\u0131nda, depolanan enerji \u00e7ok b\u00fcy\u00fckt\u00fcr, ancak faz de\u011fi\u015ftirme i\u015flemi nedeniyle, \u015farj aktar\u0131m h\u0131z\u0131 yava\u015ft\u0131r ve yap\u0131 kolayca \u00e7\u00f6ker, bu nedenle d\u00f6ng\u00fc performans\u0131 y\u00fcksek de\u011fildir.<\/div>\n<div>2. yap\u0131 ve geli\u015ftirme<\/div>\n<div>Elektrokimyasal kapasit\u00f6r\u00fcn temel yap\u0131s\u0131 \u015eEK\u0130L 2&#039;de g\u00f6sterilmi\u015ftir. Ve esas olarak iki elektrot aras\u0131nda yal\u0131t\u0131lm\u0131\u015f bir elektrot, bir elektrolit ve bir ay\u0131r\u0131c\u0131 i\u00e7erir. Elektrot malzemeleri ve elektrolitler en \u00f6nemli iki bile\u015fendir ve elde edilen ara\u015ft\u0131rmalar \u00e7ok sistematiktir. A\u015fa\u011f\u0131da ana elektrot malzemeleri ve elektrolitlerin ara\u015ft\u0131rma ilerlemesine k\u0131sa bir giri\u015f verilmektedir.<\/div>\n<div>Elektrot malzemesi<\/div>\n<div>Elektrot malzemeleri \u00fczerine ara\u015ft\u0131rmalar \u00e7ok olgunla\u015ft\u0131. Orijinal elektrikli \u00e7ift katmanl\u0131 kapasit\u00f6rlerin \u00e7o\u011fu g\u00f6zenekli karbon, karbon fiber, karbon nanot\u00fcpler ve grafen gibi karbon malzemeler kulland\u0131. Karbon malzeme k\u00fc\u00e7\u00fck bir kapasiteye ve d\u00fc\u015f\u00fck bir enerji yo\u011funlu\u011funa sahip olmas\u0131na ra\u011fmen, iletken alt tabaka \u00fczerindeki y\u00fck\u00fc \u00e7ok y\u00fcksek olabilir, bu da onu ticarile\u015ftirme alan\u0131nda yayg\u0131n ve derinlemesine uygular. Tabii ki, ara\u015ft\u0131rmac\u0131lar son zamanlarda ticari s\u0131n\u0131f karbonun performans seviyesini \u00f6nemli \u00f6l\u00e7\u00fcde art\u0131rmas\u0131 beklenen daha y\u00fcksek enerji yo\u011funluklar\u0131 elde etmek i\u00e7in karbon malzemeleri aktive etmeye ba\u015flad\u0131lar.<\/div>\n<div>Karbon malzemelerin s\u0131n\u0131rl\u0131 kapasitans\u0131 ve yetersiz enerji depolamas\u0131 nedeniyle, tantal kapasit\u00f6rler yava\u015f yava\u015f bir ara\u015ft\u0131rma noktas\u0131 haline gelmi\u015ftir. Ara\u015ft\u0131r\u0131lan ana malzemeler aras\u0131nda metal oksitler, iletken polimerler, metal nitr\u00fcrler ve daha yak\u0131n zamanda s\u0131cak metal karb\u00fcrlerin incelenmesi yer al\u0131r. En \u00e7ok incelenen en erken, m\u00fckemmel elektrokimyasal performansa sahip itriyum oksittir, ancak d\u00fc\u015f\u00fck verimi ve y\u00fcksek fiyat\u0131 nedeniyle yava\u015f yava\u015f dikkat \u00e7ekmektedir. Bir\u00e7ok metal oksit performans a\u00e7\u0131s\u0131ndan \u00fcst\u00fcnd\u00fcr, ancak elektrokimyasal kapasit\u00f6rlerin h\u0131zl\u0131 \u015farj ve de\u015farj \u00f6zelliklerini b\u00fcy\u00fck \u00f6l\u00e7\u00fcde etkileyen zay\u0131f elektrik iletkenli\u011finin dezavantaj\u0131na sahiptir. \u0130letken polimerin iletkenli\u011fi \u00e7o\u011fu metal oksitten daha y\u00fcksektir ve performans benzerdir, ancak d\u00f6ng\u00fc stabilitesinin zay\u0131f oldu\u011fu bir sorun vard\u0131r. Metal nitr\u00fcrler \u00fcst\u00fcn elektrik iletkenli\u011fine ve iyi enerji depolama kapasitesine sahiptir, ancak elektrik iletkenli\u011fini azaltmak i\u00e7in elektrokimyasal d\u00f6ng\u00fc s\u0131ras\u0131nda kolayca oksitlenir ve d\u00f6ng\u00fc performans\u0131 garanti edilmez. Metal karb\u00fcrler veya karbonitritler ve bunlara kar\u015f\u0131l\u0131k gelen katmanl\u0131 malzemeler (Mxene vb.) Son y\u0131llarda ara\u015ft\u0131rmac\u0131lar taraf\u0131ndan yo\u011fun ilgi g\u00f6rm\u00fc\u015ft\u00fcr ve geli\u015fme potansiyeli y\u00fcksektir.<\/div>\n<div>Elektrolit<\/div>\n<div>Elektrokimyasal kapasit\u00f6rlerin elektrolit sistemi, elektrotlar\u0131n geli\u015fimi ile yava\u015f yava\u015f olgunla\u015fmaktad\u0131r. B\u00fcy\u00fck s\u0131n\u0131fland\u0131rma a\u00e7\u0131s\u0131ndan, elektrolit esas olarak bir sulu elektrolit ve bir organik elektrolit i\u00e7erir. Su bazl\u0131 elektrolit asit, asit ve n\u00f6tr i\u00e7erir ve y\u00fcksek iyon iletkenli\u011fine sahiptir, ancak suyun ayr\u0131\u015fma voltaj\u0131 s\u0131n\u0131r\u0131 (1.23 V) ile s\u0131n\u0131rl\u0131d\u0131r ve \u00e7al\u0131\u015fma voltaj\u0131 d\u00fc\u015f\u00fckt\u00fcr. Su bazl\u0131 elektrolitler bilimsel ara\u015ft\u0131rmalarda daha \u00e7ok kullan\u0131l\u0131r, ancak \u00e7ok az ticari \u00fcr\u00fcn vard\u0131r. Organik elektrolit tipi nispeten b\u00fcy\u00fckt\u00fcr ve en b\u00fcy\u00fck \u00f6zelli\u011fi, s\u0131n\u0131r voltaj\u0131n\u0131n sulu elektrolitten (2.7-3.7 V) \u00e7ok daha y\u00fcksek olmas\u0131d\u0131r. Bu nedenle, y\u00fcksek \u00e7al\u0131\u015fma voltaj\u0131, s\u00fcper kapasit\u00f6r\u00fcn enerji yo\u011funlu\u011funu b\u00fcy\u00fck \u00f6l\u00e7\u00fcde art\u0131rmas\u0131na yard\u0131mc\u0131 olabilir. Ticari elektrokimyasal kapasit\u00f6rlerde, organik elektrolitlerin b\u00fcy\u00fck \u00e7o\u011funlu\u011fu kullan\u0131l\u0131r.<\/div>\n<div>Elektrokimyasal kapasit\u00f6r yap\u0131s\u0131n\u0131n geli\u015ftirilmesi<\/div>\n<div>Ara\u015ft\u0131rma \u00e7al\u0131\u015fmalar\u0131n\u0131n derinle\u015fmesi ve \u00f6zg\u00fcll\u00fc\u011f\u00fc ile elektrokimyasal kapasit\u00f6r cihaz\u0131n\u0131n \u015fekli de \u00e7ok geli\u015fti. Ticari olarak temin edilebilen ilk s\u00fcper kapasit\u00f6rler, \u015eekil 3&#039;te g\u00f6sterildi\u011fi gibi, esas olarak yara tipi ve d\u00fc\u011fme tipindeydi (geleneksel batarya ile ayn\u0131 yap\u0131da).<\/div>\n<p><img decoding=\"async\" src=\"https:\/\/www.meetyoucarbide.com\/wp-content\/uploads\/2019\/05\/f875f9_a3d33d63edb4408f906e0bcfb7fa5b87mv2-1.png\" alt=\"\" title=\"\"><\/p>\n<div>\u015eekil 3 Sarg\u0131 ve d\u00fc\u011fme tipi s\u00fcper kapasit\u00f6rler<\/div>\n<div>Talebin kademeli olarak artmas\u0131yla birlikte, sert y\u00fczeyler i\u00e7in elektrokimyasal kapasit\u00f6rlerin uygulama y\u00fczeyinde baz\u0131 eksiklikler vard\u0131r. Esnek portatif s\u00fcper kapasit\u00f6rler bir ara\u015ft\u0131rma merkezi haline gelmi\u015ftir. Ana ilerleme, substrat\u0131n, \u015eekil 4&#039;te g\u00f6sterildi\u011fi gibi, karbon kuma\u015f, karbon ka\u011f\u0131d\u0131, nikel k\u00f6p\u00fck, esnek metal levhalar ve kendi kendini destekleyen CNT&#039;ler, vb. Gibi esnek bir iletken materyal olmas\u0131d\u0131r.<\/div>\n<p><img decoding=\"async\" src=\"https:\/\/www.meetyoucarbide.com\/wp-content\/uploads\/2019\/05\/f875f9_1639b03b8f6f46a689a0eb1180824479mv2-1.png\" alt=\"\" title=\"\"><\/p>\n<div>\u015eekil 4 Birka\u00e7 esnek s\u00fcper kapasit\u00f6r i\u00e7in esnek elektrot malzemeleri<\/div>\n<div>Esnek s\u00fcperkapasit\u00f6r, enerji depolama biriminin ve esnek elektrokimyasal kapasit\u00f6r\u00fcn \u015eEK\u0130L l&#039;de g\u00f6sterildi\u011fi gibi rahat ta\u015f\u0131nmas\u0131n\u0131 ger\u00e7ekle\u015ftirebilir. 5 elektronik saati ayn\u0131 anda bir kordonlu saat olarak s\u00fcrer.<\/div>\n<p><img decoding=\"async\" src=\"https:\/\/www.meetyoucarbide.com\/wp-content\/uploads\/2019\/05\/f875f9_466ce3e96ae54fa28c7c40bd0287d358mv2-1.png\" alt=\"\" title=\"\"><\/p>\n<div>\u015eekil 5 \u0130ki boyutlu esnek s\u00fcper kapasit\u00f6rlerin baz\u0131 uygulamalar\u0131<\/div>\n<div>Ayr\u0131ca, giyilebilir cihazlara gelince, iki boyutlu esnek substrat hala herhangi bir dokuma ihtiyac\u0131n\u0131 kar\u015f\u0131lamak i\u00e7in yetersizdir. \u015eu anda, bir boyutlu do\u011frusal s\u00fcper kapasit\u00f6rler de geli\u015ftirilmi\u015ftir. Giysinin etkili dokumas\u0131, \u015eekil 6&#039;n\u0131n baz\u0131lar\u0131nda g\u00f6sterildi\u011fi gibi bu do\u011frusal s\u00fcper kapasit\u00f6rler kullan\u0131larak elde edilebilir.<\/div>\n<p><img decoding=\"async\" src=\"https:\/\/www.meetyoucarbide.com\/wp-content\/uploads\/2019\/05\/f875f9_a500b8c4fc35466290280749db44acfdmv2-1.png\" alt=\"\" title=\"\"><\/p>\n<div>\u015eekil 6 Tek boyutlu do\u011frusal s\u00fcper kapasit\u00f6rlerin dokuma ekran\u0131<\/div>\n<div>3. gelecek ve beklentiler<\/div>\n<div>S\u00fcper kapasit\u00f6rlerin gelece\u011fi nas\u0131l geli\u015fecek? Bir enerji depolama cihaz\u0131d\u0131r, ancak prensip s\u0131n\u0131rlamas\u0131 nedeniyle, depolama kapasitesinin pili a\u015fmas\u0131 zordur (e\u011fer bir s\u00fcper kapasit\u00f6rden fazlaysa), pil ile ayn\u0131 etkiye sahip olmamal\u0131d\u0131r, ancak bir batarya. Ana g\u00fc\u00e7 kayna\u011f\u0131na g\u00fc\u00e7l\u00fc bir katk\u0131. Bu durumda, geli\u015fimi do\u011fal olarak talebe ba\u011fl\u0131d\u0131r. Enerjiyi depolamak i\u00e7in g\u00fcne\u015f enerjisi veya r\u00fczgar enerjisi kullan\u0131ld\u0131\u011f\u0131nda g\u00fcc\u00fc artar; yedek g\u00fc\u00e7 kayna\u011f\u0131 olarak kullan\u0131ld\u0131\u011f\u0131nda, enerji depolamas\u0131 en \u00fcst d\u00fczeye \u00e7\u0131kar\u0131l\u0131r. K\u0131sacas\u0131, ihtiya\u00e7lar\u0131 takip etmektir.<\/div>\n<div>Yak\u0131n gelecekte, elektrokimyasal kapasit\u00f6rlerin piller gibi g\u00fcnl\u00fck hayatta vazge\u00e7ilmez bir \u00fcr\u00fcn olaca\u011f\u0131na ve iyi bir yard\u0131mc\u0131 olaca\u011f\u0131na inan\u0131yorum!<\/div>\n<\/div>\n<\/div>\n<p><!-- .vgblk-rw-wrapper --><\/p>","protected":false},"excerpt":{"rendered":"<p>The concept of capacitors has been around for a long time. It was first known as the Leiden bottle. Its prototype is a glass bottle containing a hydrolyzed acid dielectric. The conductor immersed in acid and the metal foil coated on the outside of the glass bottle serve as two electrodes. The glass in between&#8230;<\/p>","protected":false},"author":1,"featured_media":0,"comment_status":"open","ping_status":"open","sticky":false,"template":"","format":"standard","meta":{"footnotes":""},"categories":[79],"tags":[],"jetpack_featured_media_url":"","jetpack_sharing_enabled":true,"_links":{"self":[{"href":"https:\/\/www.meetyoucarbide.com\/tr\/wp-json\/wp\/v2\/posts\/1657"}],"collection":[{"href":"https:\/\/www.meetyoucarbide.com\/tr\/wp-json\/wp\/v2\/posts"}],"about":[{"href":"https:\/\/www.meetyoucarbide.com\/tr\/wp-json\/wp\/v2\/types\/post"}],"author":[{"embeddable":true,"href":"https:\/\/www.meetyoucarbide.com\/tr\/wp-json\/wp\/v2\/users\/1"}],"replies":[{"embeddable":true,"href":"https:\/\/www.meetyoucarbide.com\/tr\/wp-json\/wp\/v2\/comments?post=1657"}],"version-history":[{"count":0,"href":"https:\/\/www.meetyoucarbide.com\/tr\/wp-json\/wp\/v2\/posts\/1657\/revisions"}],"wp:attachment":[{"href":"https:\/\/www.meetyoucarbide.com\/tr\/wp-json\/wp\/v2\/media?parent=1657"}],"wp:term":[{"taxonomy":"category","embeddable":true,"href":"https:\/\/www.meetyoucarbide.com\/tr\/wp-json\/wp\/v2\/categories?post=1657"},{"taxonomy":"post_tag","embeddable":true,"href":"https:\/\/www.meetyoucarbide.com\/tr\/wp-json\/wp\/v2\/tags?post=1657"}],"curies":[{"name":"wp","href":"https:\/\/api.w.org\/{rel}","templated":true}]}}