Іоністори - акумулятори майбутнього?

Стаття про сучасні іоністори. Їх особливістю є здатність віддавати велику кількість енергії за дуже невеликий часовий інтервал. Пристрій вже широко застосовується у різних галузях. Можливо, що іоністори незабаром повсюдно замінять звичайні хімічні елементи живлення. Іоністор (інші назви: суперконденсатор, ультраконденсатор, двошаровий електрохімічний конденсатор) - електрохімічний пристрій, конденсатор з органічним або неорганічним електролітом, обкладками в якому служить подвійний електричний шар на межі розділу електрода і електроліту. Функціонально являє собою гібрид конденсатора та хімічного джерела струму. Іоністори чи суперконденсатори з'явилися порівняно недавно. Перший такий електричний пристрій запатентувала фірма General Electric у 1957 році. Особливістю іоністора є здатність віддавати велику кількість енергії за дуже невеликий часовий інтервал. Звичайний конденсатор – це дві пластини із металу, між якими розташований шар діелектрика. Причому електрична ємність конденсатора безпосередньо залежить від площі пластин, які виконують роль електродів. А оскільки збільшення пластин у розмірах призводило до збільшення приладу, довгий час підвищити ємність конденсаторів не вдавалося. Однак вихід все ж таки знайшовся. Завдяки використанню для виготовлення електродів пористих матеріалів. Площа пір такої пластини в десятки разів більша за площу поверхні електрода зі звичайного металу. Після довгих дослідів було знайдено і найбільш підходящий пористий метал. Ним виявилося звичайне активоване вугілля. Наступним кроком від конденсатора до іоністору стала заміна діелектрика на твердий кристалічний електроліт, зроблений на основі розчинів кислот і лугів. При взаємодії пористого металу з електролітом на поверхні утворюється подвійний електричний шар з іонів і електронів. Ці заряди не можуть зблизитися через опору молекул води та іонів металу. Таким чином, пристрій виходить схоже за принципом дії з конденсатором. Однак відстань між зарядами, які, по суті, є електродами, набагато менші за товщину діелектрика, що застосовується у звичайному конденсаторі, тому й електрична ємність такого пристрої у десятки разів більше. Для порівняння: енергії звичайного конденсатора вистачить, щоб підняти його в повітря приблизно на півтора метри, а іоністор вагою 0,5 грамів може підстрибнути за рахунок свого заряду на 293 метри. Під час заряджання іоністора на порах металу з одного боку утворюються позитивні іони, а з іншого – накопичуються електрони. У процесі віддачі енергії вони плавно перетікають одна до одної, утворюючи нейтральні атоми металу. Щоб таким чином не відбулася повна розрядка приладу, між шарами металу застосовується шар розділення з нейтральної речовини Пластика, папери, вати і т.д.). Іоністор дуже швидко накопичує заряд і також швидко віддає. Крім цього, він має низку інших переваг: необмежену кількість циклів заряду та розряду; енергія, що накопичується, має високу щільність; прилад не нагрівається на відміну енергоносіїв, основою дії яких закладено хімічні реакції; зручність зарядки: коли іоністор заряджається повністю, він перестає приймати заряд; витримує температуру від -50 до +85 градусів за Цельсієм; іоністор екологічно безпечний; Коефіцієнт корисної дії може досягати 98%. Всі ці переваги дозволяють говорити, що масштаби застосування іоністорів безмежні. Вони набули широкого поширення в комп'ютерних пристроях як джерела живлення для елементів пам'яті. У мікроелектроніці та радіотехніці іоністори застосовують як короткочасні потужні джерела струму і джерела безперебійного живлення. У популярних сьогодні нових автомобілях із гібридною силовою установкою також використовуються суперконденсатори для зменшення навантаження на акумулятор. В якості заміни батарей ионистори вже застосовуються у багатьох областях. Іоністори малої ємності встановлюють у мобільні телефони, а особливо потужні – в автомобілі. Якщо порівнювати їх із звичайними хімічними батареями, то останні програють за цілим рядом показників. Вони екологічно небезпечні, мають обмежену кількість циклів заряду, довго заряджаються, схильні до перегріву. на Сьогодні більш широкому використанню іоністорів перешкоджає лише їхня висока ціна. Проте компанії-виробники розраховують протягом найближчих 5 років зменшити її вдвічі, застосовуючи нанотехнології.