Ионикс своми руками

Как сделать ионистр своими руками

Требования снизить размеры радиодеталей при увеличении их технических характеристиках послужило причиной появления большого количества приборов, которые сегодня используются повсеместно. Это в полной мере коснулось и конденсаторов. Так называемые ионистры или суперконденсаторы являются элементами с большой емкостью (разброс данного показателя достаточно широк от 0,01 до 30 фарад) с напряжением зарядки от 3 до 30 вольт. При этом их размеры очень малы. А так как предмет нашего разговора – это ионистр своими руками, то необходимо в первую очередь разобраться с самим элементом, то есть, что он собой представляет.

Конструктивные особенности ионистра

По сути, это обычный конденсатор с большой емкостью. Но у ионистров большое сопротивление, потому что в основе элемента лежит электролит. Это первое. Второе – это небольшое напряжение зарядки. Все дело в том, что в этом суперконденсаторе обкладки располагаются очень близко друг к другу. Именно это и является причиной сниженного напряжения, но именно по этой причине и увеличивается емкость конденсатора.

Заводские ионистры изготавливаются из разных материалов. Обкладки обычно делаются из фольги, которые разграничивает сухое вещество сепарирующего действия. К примеру, активированный уголь (для больших обкладок), оксиды металлов, полимерные вещества, у которых высокая электрическая проводимость.

Собираем ионистр своими руками

Сборка ионистра своими руками – дело не самое простое, но в домашних условиях его сделать все же можно. Есть несколько конструкций, где присутствуют разные материалы. Предлагаем одну из них. Для этого вам понадобится:

  • металлическая баночка от кофе (50 г);
  • активированный уголь, который продается в аптеках, его можно заменить истолченными угольными электродами;
  • два круга из медной пластины;
  • вата.

В первую очередь необходимо приготовить электролит. Для этого сначала надо истолочь активированный уголь в порошок. Затем сделать солевой раствор, для чего в 100 г воды надо добавить 25 г соли, и все это хорошо перемешать. Далее, в раствор постепенно добавляется порошок активированного угля. Его количество определяет консистенция электролита, она должна быть плотностью, как замазка.

После чего готовый электролит наносится на медные круги (на одну из сторон). Обратите внимание, чем толще слой электролита, тем больше емкость ионистра. И еще один момент, толщина наносимого электролита на двух кругах должна быть одинаковая. Итак, электроды готовы, теперь их надо разграничить материалом, который бы пропускал электрический ток, но не пропускал угольный порошок. Для этого используется обычная вата, хотя вариантов и здесь немало. Толщина ватного слоя определяет диаметр металлической баночки от кофе, то есть, вся эта электродная конструкция должна в нее спокойно поместиться. Отсюда, в принципе, и придется подбирать размеры самих электродов (медных кругов).

Остается только сами электроды подключить к выводам. Все, ионистр, изготовленный своими руками, да еще в домашних условиях, готов. У такой конструкции не очень большая емкость – не выше 0,3 фарад, да и напряжение зарядки всего лишь один вольт, но это самый настоящий ионистр.

Заключение по теме

Что можно еще в дополнении сказать об этом элементе. Если его сравнивать, к примеру, с аккумулятором никель-металлгидридного типа, то ионистр спокойно может держать запас электроэнергии до 10% от аккумуляторной мощности. К тому же спад напряжения у него происходит линейно, а не скачкообразно. Но уровень зарядки элемента зависит от технологического его назначения.

Ионистор — что это такое и где применяется

Человечество с каждым днём всё более нуждается в качественных источниках резервного питания. Аккумуляторы – довольно сложные в обслуживании приборы и ограниченные в объёме электрического заряда. Требовался мощный накопитель электроэнергии. Такой прибор был изобретён. Ионистор – что это такое? Это суперконденсатор (Supercapacitor), электролит которого может состоять, как из органических, так и неорганических веществ. По функциональным возможностям ионистор можно определить не только как конденсатор, но и как химический источник тока.

Концепция

Ионистор большой ёмкости – это конденсатор, объём которого может составлять несколько фарад напряжением от 2 до 10 вольт. Накопителем заряда является двойной электрический слой (ДЭС) на линии соприкосновения электрода и электролита. Если обычные ёмкости измеряются в микро,- и пикофарадах, то становится понятно, что эти ионисторы являются суперконденсаторами. Концепция ионистора построена на том, что за счёт тонкости ДЭС и большой поверхности пористых обкладок и электродов удаётся достичь колоссального объёма заряда.

История изобретения ионистора

Американской компанией Дженерал Электрик в 1957 году был запатентован простой ионистор с ДЭС, электроды которого были сделаны из активированного угля. Теоретически предполагалось накопление энергии в порах поверхности электродов.

Уже в 1966 году компанией Стандарт Ойл Огайо был получен патент на компонент, который обеспечивал накопление энергии в ДЭС. Потерпев убытки, связанные с низкой реализацией ёмких конденсаторов, фирма передала права на изготовление этих устройств компании Nec. Новый владелец лицензии сумел значительно увеличить спрос на свою продукцию под названием суперконденсатор (Supercapacitor). Устройство значительно понизило энергозависимость электронной памяти, что стимулировало развитие компьютерных технологий.

1978 год ознаменовался появлением на рынке электротехники Золотого конденсатора (Gold Cap) ведущей японской электрокомпании Панасоник. Это уже было устройство более высокого качества. Ионисторы нашли своё применение в системах питания электронной памяти.

В том же году первое упоминание о том, что такое ионисторы в СССР, было опубликовано в пятом номере журнала «Радио». В статье был описан первый советский ионистор КИ1-1. Его устройство предполагало предельный объём заряда до 50 фарад. Недостатком суперконденсатора было его высокое внутреннее сопротивление (ВС), что препятствовало полноценной отдаче электрической энергии.

Суперконденсаторы с малым ВС появились только в 1982 году. Новая конструкция была разработана специалистами компании PRI для особо мощных схем, где применяют ионистор «PRI Ultracapacitor».

Важно! Прогресс в совершенствовании суперконденсаторов приведёт к тому, что ионисторы полностью заменят традиционные аккумуляторы.

Разновидности суперконденсаторов

Ионисторы делятся на три вида:

  1. Идеальный ионистор. Название было присвоено ионному конденсатору, в котором электроды из углерода поляризовались на 100%. При полном отсутствии электрохимических процессов энергия накапливается благодаря ионному переносу электронов с одного на другой электрод. Электролитом в «идеальных» ионисторах служат растворы основания KOH и серной кислоты H2SO4.
  2. Гибридные ионисторы – это конденсаторы со слабо поляризуемыми электродами. Скопление энергии в ДЭС происходит на поверхности одного из электродов.
  3. Псевдоионисторы обладают высокой удельной ёмкостью. На поверхности электродов происходят возвратные электрохимические реакции.

Сравнение положительных и отрицательных сторон

Ионисторы стали использовать не только, как преобразователи параметров электрической цепи, но и как поставщики электроэнергии. Они стали широко применяться вместо одноразовых аккумуляторных элементов питания в электронных системах хранения информации.

Обратите внимание! Несмотря на превосходные технические характеристики ионисторов, ими ещё нельзя полноценно заменить аккумулятор на автомобиле.

По сравнению с гальваническими элементами и аккумуляторами, ионисторы имеют свои недостатки и преимущества.

Недостатки

  1. Массовое внедрение ионисторов тормозит их высокая стоимость.
  2. Зависимость напряжения от уровня зарядки конденсатора.
  3. В момент короткого замыкания возникает риск выгорания электродов в ионисторах большой ёмкости при крайне низком ВС.
  4. Высокий показатель саморазряда суперконденсаторов ёмкостью в несколько фарад.
  5. Небольшая скорость отдачи энергии, в отличие от обычных конденсаторов.

Достоинства

  1. Возможность устанавливать максимально большой ток зарядки и получать разряд той же величины.
  2. Высокая стойкость к деградации. Многочисленные исследования показали, что даже после 100 тыс. циклов заряда-разрядки у ионисторов не наблюдалось ухудшение характеристик.
  3. Оптимальное внутреннее сопротивление не допускает быстрый саморазряд, не приводит к перегреву устройства и его разрушению.
  4. В среднем ионистор может прослужить около 40 тыс. часов при минимальном снижении ёмкости.
  5. Ионистор обладает небольшим весом, в отличие от электролитических конденсаторов аналогичной ёмкости.
  6. Ионистор отлично функционирует и в мороз, и в жаркое время года.
  7. Достаточная механическая прочность позволяет устройству переносить значительные нагрузки.

Материалы изготовления

Электроды традиционно изготавливают из активированного угля. В некоторых случаях используют вспененный металл. Именно эти материалы обладают повышенной пористостью, что необходимо для получения больших площадей поверхности. Это особенность позволяет хранить энергию в больших объёмах.

Плотность энергии

Ионисторы не отличаются повышенной плотностью энергии. У ионистора весом 500 граммов плотность энергии равна 20 кДж/кг. Это почти в 8 раз меньше показателя обычного кислотного аккумулятора. Однако этот параметр суперконденсаторов в несколько десятков раз превышает показатель простых конденсаторов.

Практическое использование ионисторов

Современные модели суперконденсаторов стали использоваться в сферах транспорта и бытовой электроники.

Транспортные средства

С недавнего времени в схему питания электротранспорта всё чаще стали встраивать мощные ионистры.

Тяжёлый и общественный транспорт

На улицах мегаполисов мира стали появляться электробусы. В Москве можно увидеть общественный транспорт, работающий на энергии бортовых ионисторов. Отечественные электрические автобусы вышли на городские маршруты столицы в мае нынешнего года.

На тяжёлых транспортных средствах суперконденсаторы используются как вспомогательный источник питания.

Автомобили

Ведущие производители электромобилей, такие как Тесла и Ниссан, пользуясь международными выставками, представляют каждый раз новые модели, системы питания которых построены на ионисторах. Российский опытный образец Ё-мобиль использует суперконденсатор как основной источник энергии.

Дополнительная информация. На автомобилях, работающих на жидком топливе, стали устанавливать ионисторы для обеспечения лёгкого пуска двигателя в условиях Крайнего Севера.

Автогонки

Для пропаганды и рекламы автомобилей, работающих на ионисторах, ведущие автоконцерны постоянно проводят автогонки на таких автомашинах. Зрители на таких мероприятиях проявляют большой интерес к перспективе развития электрического индивидуального транспорта.

Бытовая электроника

Суперконденсаторы стремительно ворвались в сферу бытовой электроники. Их можно заметить в блоках резервного питания ноутбуков, смартфонов. Ионисторы встроены в операционные блоки персональных компьютеров. Они предохраняют от потери данных во время аварийных отключений от постоянного источника электроэнергии.

Перспективы развития

Специалисты предсказывают повсеместную замену традиционного общественного транспорта на гибридные модели. Троллейбусы смогут преодолевать трудные участки дороги без троллей с использованием питания бортовых ионисторов. Учёные во всём мире ведут поиски новых материалов для изготовления сверхмощных суперконденсаторов.

Обозначение ионистора на схеме

Суперконденсаторы на схемах обозначают в виде прямоугольников или треугольников, в поле которых присутствуют две латинские литеры IC.

Ионистор своими руками

Для изготовления суперконденсатора своими руками потребуются:

  • фольга, можно взять вкладку из пачки сигарет, она будет диэлектриком;
  • таблетка активированного угля, это будет электрод;
  • клей ПВА в качестве электролита.

Изготавливают простейший ионистор своими руками следующим образом:

  1. Мелко размолотый уголь перемешивают с клеем ПВА.
  2. Кистью наносят смесь на один отрезок фольги.
  3. После каждой просушки наносят следующий клеевой слой. Трех слоев вполне достаточно для изготовления ионистора.
  4. На высушенную поверхность накладывают второй отрезок фольги после обработки клеем ПВА.
  5. Приложив с двух сторон модели проводки от батарейки, заряжают самодельный ионистор.

Продемонстрировать возможности самоделки можно, услышав сигнал подсоединённого маломощного динамика, или, если применить его для свечения светодиода.

Частота, с которой создаются новые модели суперконденсаторов, настолько большая, что порой трудно запоминать новые названия. Специалисты ожидают скорого появления высоковольтных иониксов, которые совершат технологическую революцию во всех сферах деятельности человека.

Видео

Ионикс своми руками

Технология изготовления газовых, медно-окисных аккумуляторов и ионисторов

Газовые аккумуляторы

В любом аккумуляторе есть положительные и отрицательные пластины с активным веществом, состоящие из различных металлов. В качестве токопроводящей среды обычно применяются водные растворы кислот или щелочей. Такой раствор называется электролитом при погружении пластин в электролит начнет происходить химическая реакция, и если их замкнуть через измерительный прибор, мы обнаружим, что во внешней цепи проходит электрический ток. Во время работы аккумулятора, а также при его зарядке можно заметить, что на пластинах выделяются пузырьки газа. Газы, как правило, не участвуют в реакциях и выполняют в электрохимических процессах вспомогательную роль, так что в обычных аккумуляторах разность потенциалов определяется только свойствами металлов, из которых состоят пластины. Но, оказывается, различные газы тоже обладают вполне определенным электрохимическим потенциалом. Значит, эту способность можно использовать для изготовления аккумулятора, в котором роль активного вещества будут выполнять два различных газа.

Читайте также:  Педальный самокат своими руками

Газовый аккумулятор был изобретен в 1955 году советским инженером А. Пресняковым. Важное преимущество газового аккумулятора — простота устройства и высокая экономичность. Для его изготовления не требуются цветные металлы и дорогостоящие материалы. Эксплуатационные качества газового аккумулятора также весьма высоки. Газовый аккумулятор можно долго хранить как в заряженном, так и в разряженном состоянии, и это не отразится на его работоспособности. Он допускает большой зарядный ток, что уменьшает время зарядки. Даже длительные замыкания пластин между собой безвредны для газового аккумулятора, так как в этим случае он хоть и разряжается, но без необратимых процессов в самом активном веществе, как в других типах аккумуляторов. Газовые аккумуляторы -конструктивно новые источники тока. Их создание стало возможным только после того, как были найдены вещества, способные поглощать газы в большом количестве и удерживать их в себе. Такие вещества называются адсорбентами. Один из лучших адсорбентов – активированный уголь. Поглощая газы, он сам не участвует в химических реакциях. В таблице 1, помещенной ниже, показано, какое количество различных газов может быть поглощено одним граммом активированного угля при 15°С и нормальном давлении. Вы сразу же заметите закономерность: газ поглощается тем лучше, чем выше его критическая температура, то есть чем легче он сжижается.

Рис. 1

Конструкция самодельного газового аккумулятора показана на рисунке 1. В емкость 1 налит электролит 2. В электролит опущены два электрода, которые состоят из стержня 3 и мешочка 4 с активированным углем 5. Предохраняет мешочки от смещения перегородка 6, которая изготовляется из любого электроизоляционного материала. Емкость закрывается крышкой 7. В качестве емкости газового аккумулятора с успехом могут быть использованы, например, баночки для специй – они продаются в хозяйственных магазинах. Можно взять и стеклянные банки, но их надо покрыть снаружи асфальтовым лаком, чтобы свет не проникал внутрь, а то он будет способствовать разрядке аккумулятора. Мешочки изготовьте из старого капронового чулка плотной вязки. Шов можно сшить капроновой нитью или паяльником на круглой деревянной болванке. Один конец мешочка завяжите капроновой нитью наглухо, а во второй, открытый, вставьте угольный стержень от батареек карманного фонаря, отслуживших свой срок. Наполните мешочки активированным углем, хорошо уплотнив его. Загибая края мешочка, обвяжите их капроновой нитью вокруг стержня. Теперь нужно плотными витками обвязать мешочки. Чем больше будет сделано витков, тем лучше контакт угольного порошка со стержнем, тем меньше внутреннее сопротивление аккумулятора, тем он лучше работает. Электроды нужно укрепить в крышке, а к выходящим наружу концам стержня приделать клеммы. Лучше всего использовать медицинский уголь, который продается в аптеках, или уголь выбракованных противогазов. В крайнем случае древесный уголь можно легко приготовить самому. Для этого возьмите палочки диаметром 5-10 мм, длиной 100 мм (любой породы дерева), свяжите их в пучок ниткой, поместите в железную банку и засыпьте сухим речным песком. Положите банку в печку на горячие угли или на газовую плитку и прокалите, пока из банки перестанут выделяться газы. Дайте остыть песку, после чего извлеките обуглившиеся чурки – их то и можно употребить в дело. Для получения от аккумулятора емкости в 1 ампер-час потребуется 50-90 граммов активированного угля. Для электролита лучше всего взять дистиллированную воду, которую можно купить в аптеке, или, в крайнем случае, колодезную, или водопроводную, предварительно прокипятив ее около получаса и остудив. На каждый стакан воды всыпьте 1-1,5 столовой ложки поваренной соли марки “Экстра”.

Таблица 1

Заполните сосуд электролитом и накройте крышкой с электродами, проследив, чтобы электроды были полностью погружены в электролит. Простейший газовый аккумулятор готов, теперь его осталось только зарядить. Для этого необходимо присоединить электроды к источнику постоянного тока напряжением 4,5 в. Промаркируйте какой-либо яркой краской положительный электрод, нанеся на крышку метку “+”. Отрицательный электрод можно не маркировать. При повторной зарядке придерживайтесь полярности электродов. Заканчивайте зарядку, когда напряжение на электродах аккумулятора будет 2,2-2,5 в. При постоянной работе аккумулятора электролит необходимо менять не реже одного раза в неделю (Запомните, что такая частая замена нужна только для электролита, составленного на основе поваренной соли).

Работает аккумулятор так. При зарядке, когда к электродам подключено напряжение, электролит разлагается на водород и хлор. Электрод, присоединенный к отрицательному проводу, будет поглощать водород, а к положительному -хлор. Таким образом создается разность потенциалов. Химическая реакция может быть описана уравнением: заряд – 2NaCl + 2Н3О – разряд Н2 + Cl3 + 2NaOH.

В качестве электролита в газовых аккумуляторах можно при менять растворы различных солей, кислот и щелочей. Подбирая электролит, можно осуществить его электролиз на те или иные газы и получить различную электродвижущую силу и емкость аккумулятора. Так, при электролизе слабого раствора серной кислоты получим пару водород – кислород. Раствор питьевой соды даст пару водород – углекислый газ. Вообще подбор электролита открывает очень широкие возможности для эксперимента. На рисунке 2 изображена схема газового аккумулятора, в котором используется пара хлор – сернистый газ. (Если вы вернетесь к таблице 1, то увидите, что эти газы лучше остальных поглощаются углем). Довольно высокие характеристики оправдывают конструктивное усложнение.

Рис. 2

Аккумулятор состоит из основного сосуда 1, вспомогательного сосуда 2, вспомогательных угольных электродов 3 и 7, электролита 4, которым заполняется вспомогательный сосуд, основных угольных электродов 5 и 6, электролита 8. Размеры аккумулятора подберите, исходя из размеров угольных электродов от батарейки карманного фонаря. В таком аккумуляторе сернистый газ – носитель отрицательного, а хлор – положительного потенциала. Электролит основного сосуда – раствор поваренной соли, электролит вспомогательного – раствор сернистого натрия (другие названия – сульфид натрия, моносульфид натрия). Как мы сказали, вспомогательный сосуд должен быть полупроницаемым, то есть пропускать газы, но не пропускать соли, растворенные в электролите. Такой сосуд можно приобрести в магазине химических товаров или изготовить самому, причем самодельный не будет уступать промышленному.

Материалы: белая глина, которая используется для побелки, железистосинеродистый калий (другие названия: ферроцианид калия, желтая кровяная соль; не спутайте с железосинеродистым калием – ферроцианидом калия), медный купорос. И железистосинеродистый калий, и медный купорос можно купить в отделах фотоматериалов. Замесите глину до пластического состояния и вылепите из нее стаканчик. Стенки стаканчика должны быть возможно тоньше. Высушите стаканчик, а потом обожгите над горячими углями до такой степени, чтобы бумага, положенная в стаканчик, обуглилась, но не вспыхнула. Лучше, если обжиг провести в муфельной печи. После охлаждения наполните стаканчик насыщенным раствором железистосинеродистого калия и оставьте до тех пор, пока наружные стенки его не станут влажными. Вылейте раствор (его можно использовать повторно), дайте стаканчику высохнуть, после чего опустите его на 4-5 часов в насыщенный раствор медного купороса. Растворы нужно готовить на дистиллированной, снеговой или дождевой воде. Надо брать такое количество соли, чтобы обязательно оставался нерастворимый ее остаток – это и будет насыщенный раствор.

Рис. 3

На рисунке 3 показана схема подключения на зарядку аккумулятора с четырьмя электродами. Схема зарядного устройства изображена на рисунке 4. Потенциометром R3 регулируется ток базы транзистора, в результате чего можно изменять величину напряжения на выходе от 0,5 до 15 В и силу тока в пределах 0-5 А. Силовой трансформатор можно использовать от старого радиоприемника или телевизора. На его выходе должно быть напряжение 20 В при силе тока 6 А. Диоды и транзисторы надо монтировать на теплоотводящих панелях или радиаторах. Величины шунта R5 и добавочного сопротивления R4 можно изменять в зависимости от чувствительности и внутреннего сопротивления прибора, применяемого для измерения величины тока и напряжения. Зарядное устройство не требует специальной наладки и при правильной сборке готово к работе.

Рис. 4

Предложенные нами аккумуляторы могут устанавливаться на моделях автомобилей и судов. Аккумуляторная батарея приведет в движение даже педальный автомобиль, если вы установите на нем электромотор. Но не советуем торопиться – сперва хорошенько рассчитайте параметры ваших аккумуляторов и их соответствие тому электродвигателю, который вы выберете.

Конструкция медно-окисного аккумулятора

Рис. 5. Конструкция медно-окисного аккумулятора:
1 — цинковый (отрицательный) электрод, 2 — сосуд, 3 — сепараторы, 4 — стержень из гальванического угля, 5 — положительный электрод (окись меди), 6 — мешочек из стеклоткани, 7 — крышка, 8 — клемма, 9 — пробка сквозная, 10 — пробка заливная.

Ионисторы

В последние годы появился новый класс приборов, функционально близких к конденсаторам очень большой емкости; по существу – занимающих положение между конденсаторами и источниками питания. Это – ионисторы, конденсаторы с двойным электрическим слоем. Номинальное напряжение ионистора зависит от вида используемого в нем электролита и является для него максимально допустимым. Для получения более высокого рабочего напряжения ионисторы соединяют последовательно. Но делать это самостоятельно не рекомендуется – параметры ионисторов в такой связке должны быть очень близкими.

Внутреннее сопротивление Rвн ионистора может быть рассчитано по формуле: Rвн = UIкз,
где Rbh – в омах; U -напряжение на ионисторе, В; Iкз – ток короткого замыкания, А.

Для ионистора К58-3 (японский аналог DC – 2R4D225) Rbh = 10. 100 ом.

Электрическую емкость ионистора рассчитывают по формуле:
С = I x t Uном,
где С – емкость, Ф; I -постоянный ток разрядки от Uном – номинальное напряжение ионистора, В; t – время разрядки от Uном до нуля, с;

Рис. 6. Ионисторы.

Важнейший параметр ионистора – ток утечки. Особенно при использовании его в качестве резервного источника питания. Габариты некоторых ионисторов, выпускаемых в России, показаны на рис. 6. Ионистор К58-9а представляет собой залитый компаундом ионистор К58-3 с приваренными проволочными выводами (“+” маркирован черной точкой). Ионисторы К58-9б и К58-9в (японский аналог DB – 5R5D105) на напряжение 5 и 6,3 В состоят, соответственно, из двух и трех соединенных последовательно ионисторов К58-3. В принципе ионистор – неполярный прибор. Вывод “+” указывается для обозначения полярности остаточного напряжения после его зарядки на заводе изготовителе. Основные характеристики отечественных ионисторов приведены в таблице 2. Их рабочие температуры – -25. +70°С; отклонения емкости от номинальной – -20. +80%.

Таблица 2

Долговечность ионистора зависит от условий эксплуатации. Так, при работе под напряжением Uном при температуре окружающей среды +70°С гарантированная долговечность составит 500 часов. При работе под напряжением 0,8 Uном она увеличивается до 5000 часов. Если же напряжение на ионисторе не превышает 0,6 Uном, а температура окружающей среды – +40°С, то ионистор будет исправно работать не менее 40000 часов.

Рис. 7. Типовые разрядные характеристики ионисторов.

Рис. 8. Зависимость емкости ионистора от тока разряда.

Рис. 9. Зависимость тока зарядки от времени зарядки ионистора.

Рис. 10. Зависимость тока утечки ионистора от рабочего напряжения.

Обычная схема включения ионистора в качестве резервного источника питания приведена на рис. 11. Диод VD1 предотвращает разряд ионистора С1 при Uпит = 0. Резистор R1 ограничивает зарядный ток ионистора, защищая источник питания от перегрузки при включении. Он не потребуется, если источник питания выдерживает кратковременную нагрузку током 100. 250 мА.

Рис. 11. Включение ионистора в качестве резервного источника питания.

Во многих случаях ионистр с успехом заменяет встраиваемые в прибор резервные источники питания. Весьма перспективен ионистор в качестве накопителя энергии при работе совместно с солнечными батареями. Здесь особенно ценна его некретичность к режиму заряда, практически неограниченное число циклов заряд-разряд. Ионистор не требует ухода в течении всего срока службы.

Ионикс свими руками

Работает ионикс на электрохимическом принципе. Значит, в его конструкции есть и электроды и электролит. Для электродов нам подойдут два кружочка из меди, латуни или нержавейки. Еще понадобится угольный порошок. Купите в хозяйственном магазине сменные угольные таблетки для водоочистителя “Родничок” и растолките их мелко-мелко. Электролит приготовим из обыкновенной воды, растворив в ней на 100 граммов 25 граммов поваренной соли.

Читайте также:  Как проверить свечи зажигания

Рис. 12. Устройство ионистора:
1, 5 – электроды; 2, 4 – угольно-электролитная обмазка, 3 – прокладка.

Смешайте раствор с угольным порошком до консистенции замазки и нанесите слоем в несколько миллиметров сначала на один электрод, потом на другой. Теперь очередь за прокладкой, которая должна разделить электроды так, чтобы электролит свободно проходил сквозь ее поры, а угольный порошок нет. Из наиболее распространенных материалов для такой цели подойдет обыкновенная промокашка, но можно поискать и что-нибудь попрочнее, например, кусочек поролона или стеклоткани. Начинка нашего ионикса готова. Остается найти ему подходящий кожух. Это может быть пластмассовая коробочка от косметического набора. Но не забудьте просверлить в ней дырочки и пропустить сквозь них проводки, припаянные к электродам. Закрываем коробочку. Подсоединяем проводки к электрической батарейке (необходимо напряжение не более 0,7 В; его нетрудно получить при помощи одного гальванического элемента и переменного сопротивления 0. 20 Ом) и смотрим, произошла ли зарядка. При этом на разных электродах должна образоваться концентрация разнообразных ионов. Отсюда и названия: ионикс. Конечно, лучше всего проверить заряд на приборе, например, вольтметре. Заранее ясно, что одного элемента будет для нас недостаточно. Это зависит от величины от величины тока и напряжения, которые требуются электродвигателю. Если гирлянда из элементов, соединенных последовательно, будет получаться очень большая, попробуйте поэкспериментировать, меняя толщину угольно-электролитной обмазки, ее консистенцию, а также диаметры электродов.

Cамодельный ионистор – суперконденсатор делаем своими руками.

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 – суперконденсаторты.

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. Ионистор массой в один кг способен накопить 3000 Дж энергии, а самый плохой свинцовый аккумулятор — 86 400 Дж — в 28 раз больше. 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.)

Подробности для любознательных

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. А катализатором, как выяснилось, может быть только платина… Поэтому, в отличие от ионистора, газовый аккумулятор большие токи давать не может.

Тем не менее, московский изобретатель А.Г. Пресняков (http://chemfiles.narod.r u/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.

Digitrode

цифровая электроника вычислительная техника встраиваемые системы

Схема зарядки ионистора (суперконденсатора) своими руками

Как зарядить суперконденсатор (ионистор)

Суперконденсаторы или ионисторы и их возможное использование в электромобилях, смартфонах и устройствах Интернета вещей в последнее время широко обсуждается, но сама идея создания суперконденсатора восходит к 1957 году, когда компания General Electric впервые провела эксперимент с целью увеличения емкости своего накопителя. За прошедшие годы технология суперконденсаторов значительно улучшилась, и сегодня они используются в качестве резервных батарей, солнечных батарей и других приложений, где требуется кратковременное повышение мощности. Многие ошибочно полагают, что ионисторы заменяют батареи в долгосрочной перспективе, но, по крайней мере, с современными технологиями суперконденсаторов – это не что иное, как конденсаторы с высокой емкостью зарядки.

В этой статье мы узнаем, как безопасно зарядить такие суперконденсаторы, разработав простую схему зарядного устройства, а затем использовать ее для зарядки нашего суперконденсатора, чтобы проверить, насколько он хорошо удерживает энергию. Подобно аккумуляторным элементам, суперконденсатор также можно комбинировать для формирования блоков питания, но подход к зарядке блока суперконденсаторов отличается и выходит за рамки данной статьи. Здесь будет использоваться простой и общедоступный суперконденсатор 1F емкостью 5,5 В, который выглядит как монета. Мы научимся заряжать такой суперконденсатор и использовать его в подходящих приложениях.

Сравнивая суперконденсатор с батареями или аккумуляторами, стоит сказать, что суперконденсаторы имеют низкую плотность заряда и худшие характеристики саморазряда, но все же с точки зрения времени зарядки, срока годности и цикла зарядки они превосходят батареи. В зависимости от наличия тока зарядки, суперконденсаторы могут заряжаться менее чем за минуту, а при правильном обращении они могут работать более десяти лет.

По сравнению с батареями суперконденсаторы имеют очень низкое значение ESR (эквивалентное последовательное сопротивление), что позволяет более высокому значению тока течь в или из конденсатора, позволяя ему быстрее заряжаться или разряжаться при высоком токе. Но из-за этой способности работать с большим током, суперконденсатор следует заряжать и разряжать безопасно для предотвращения теплового разгона. Когда дело доходит до зарядки суперконденсатора, есть два золотых правила: конденсатор должен заряжаться с правильной полярностью и с необходимым напряжением, не превышающим 90% его полной емкости по напряжению.

Суперконденсаторы, представленные на рынке сегодня, обычно рассчитаны на 2,5 В, 2,7 В или 5,5 В. Подобно литиевому элементу, эти конденсаторы должны быть соединены последовательно или параллельно для образования высоковольтных аккумуляторных батарей. В отличие от батарей, конденсатор при последовательном соединении будет взаимно суммировать его общее номинальное напряжение, что делает необходимым добавление большего количества конденсаторов для формирования батарейных блоков приличного значения. В нашем случае у нас есть конденсатор 1F 5,5 В, поэтому зарядное напряжение должно составлять 90% от 5,5, что составляет около 4,95 В.

Читайте также:  Ручка для швейной машинки из детского конструктора

При использовании конденсаторов в качестве элементов накопления энергии для питания наших устройств важно определить энергию, запасенную в конденсаторе, чтобы предсказать, как долго устройство может быть запитано. Формулы для расчета энергии, накопленной в конденсаторе, могут быть заданы как E = 1 / 2CV2. Таким образом, в нашем случае для конденсатора 1F 5,5 В при полной зарядке накопленная энергия будет составлять E = (1/2)* 1 * 5.52 = 15 Джоулей.

Теперь, используя это значение, мы можем вычислить, как долго конденсатор может питать устройства, например, если нам нужно 500 мА при 5 В в течение 10 секунд. Тогда энергия, необходимая для этого устройства, может быть рассчитана по формулам Энергия = Мощность x Время. Здесь мощность рассчитывается по формуле P = VI, поэтому для 500 мА и 5 В мощность составляет 2,5 Вт. Тогда Энергия = 2,5 х (10/60 * 60) = 0,00694 Вт*ч или 25 Дж. Отсюда можно сделать вывод, что нам понадобится как минимум два таких конденсаторов, подключенных параллельно (15 + 15 = 30), чтобы получить блок питания в 30 Дж, которого будет достаточно для питания нашего устройства в течение 10 секунд.

Когда дело доходит до конденсатора и аккумуляторов, мы должны быть очень осторожны с их полярностью. Конденсатор с подключенной обратной полярностью, скорее всего, нагреется и поплавится, а может и разорваться в худшем случае. У нас есть конденсатор типа монеты, полярность которого обозначена маленькой белой стрелкой, как показано ниже.

Направление стрелки указывает направление тока. Вы можете думать об этом так: ток всегда течет от положительного к отрицательному полюсу, и, следовательно, стрелка начинается с положительной стороны и указывает на отрицательную сторону. Здесь мы создадим зарядное устройство, которое стабилизирует напряжение в величину 5,5 В от адаптера 12 В, и используем его для зарядки суперконденсатора. Напряжение на конденсаторе будет контролироваться с помощью компаратора операционного усилителя, и как только конденсатор будет заряжен, схема автоматически отключит суперконденсатор от источника напряжения. Звучит интересно, так что давайте начнем.

Полная принципиальная схема для этой цепи зарядного устройства суперконденсатора приведена ниже.

Схема питается от 12-вольтового адаптера; Затем мы используем LM317 для регулирования 5,5 В для зарядки нашего конденсатора. Но эти 5,5 В будут поданы на конденсатор через полевой МОП-транзистор, действующий в качестве переключателя. Этот переключатель замыкается только в том случае, если напряжение на конденсаторе составляет менее 4,86 В, поскольку конденсатор получает заряд и при повышении напряжения, переключатель размыкается и препятствует дальнейшей зарядке батареи. Сравнение напряжения выполняется с использованием операционного усилителя, и мы также используем PNP-транзистор BC557 для свечения индикаторного светодиода, когда процесс зарядки завершен. Показанная выше принципиальная схема разбита на сегменты ниже для объяснения.

Рассмотрим цепь со стабилизатором напряжения.

Резистор R1 и R2 используется для определения выходного напряжения LM317 на основе формулы Vout = 1,25 x (1 + R2 / R1). Здесь мы использовали значения 1 кОм и 3,3 кОм для регулирования выходного напряжения 5,3 В, которое достаточно близко к 5,5 В. Теперь посмотрим на цепь компаратора.

Мы использовали ИС компаратора LM311 для сравнения значения напряжения суперконденсатора с фиксированным напряжением. Это фиксированное напряжение подается на второй вывод с использованием схемы делителя напряжения. Резисторы 2,2 кОм и 1,5 кОм дают напряжение 4,86 В от 12 В. Это 4,86 вольта по сравнению с опорным напряжением (напряжения конденсатора), который соединен с контактом 3. Когда опорное напряжение меньше, чем 4.86 В вывод 7 перейдет в высокий логический уровень 12 В с нагрузочным резистором 10 кОм. Это напряжение будет затем использоваться для управления полевым МОП-транзистором (MOSFET). Собственно, вот схема с MOSFET.

В данном случае IRFZ44N используется для подключения суперконденсатора к напряжению зарядки на основе сигнала от операционного усилителя. Когда выход операционного усилителя поднимается до высокого уровня, он выводит 12 В на вывод 7, который аналогичным образом включает полевой МОП-транзистор через его базовый вывод, когда выход операционного усилителя понижается до 0 В, и МОП-транзистор открывается. У нас также есть PNP-транзистор BC557, который включит светодиод, когда MOSFET выключен, указывая, что напряжение на конденсаторе превышает 4,8 В.

Схема довольно проста и может быть собрана на макетной плате или довольно легко и быстро спаяна перфорированной плате, например, так:

Алтернативная Энергия

По немногу о бесплатной энергии и все что я думаю по этому поводу,вообще-то халява сладкое слово:)

Подпишитесь на

среда, 30 ноября 2011 г.

Ионикс. Поедем на. конденсаторе!

Автомобиль на конденсаторе, подготовленный для зарубежной выставки.

Довольный произведенным эффектом, В.П. Хортов пояснил:

– А в этой коробочке!

Как?! Мы привыкли, что основную массу в такого рода транспортных средствах (до 40%) занимают аккумуляторы. А тут – коробочка!

– Только! это не обычный аккумулятор, – говорит Хортов.- А конденсатор. К тому же на несколько порядков более емкий чем можно встретить в продаже.

Так что же, проблема электромобиля разрешена?

– Не торопитесь, – охладил нас Хортов.- Мы как раз ею и занимаемся. А тележка – всего лишь демонстрационная модель.

. Мысль о замене аккумулятора на электромобилях конденсатором пришла к Хортову несколько лет назад. Логика ее вполне ясна. Конденсатор способен мгновенно заряжаться электричеством и тем самым дает сто очков вперед другим накопителям электроэнергии. Вот только обычный электролитический, о котором знают и наши читатели, для таких целей не годится. Уж очень мала его ёмкость.

Перебрав все мыслимое и немыслимое, Хортов нашел-таки накопитель, вполне пригодный для своих замыслов – ионикс. Этот дальний родственник конденсаторов работает на электрохимическом принципе. Специалисты еще называют его молекулярным концентратом энергии. Его дальнейшее совершенствование и позволило приступить к опытам.

Для наглядности прибегнем к образному примеру. Если бы в конденсаторе всю накопленную электрическую энергию превратить в механическую работу, например, заставить конденсатор “подпрыгнуть”, то обычный электролитический одолел бы всего 10 см, в то время как хортовский подпрыгнул на 600 м! Заметная разница?

И все равно конденсатор остается в 5-10 раз менее емким, чем аккумулятор. Казалось бы, тупик? Но Хортов предлагает рассуждать дальше. Проанализировать детальней все достоинства и недостатки аккумуляторов. Об их массе мы уже сказали. Кроме того, аккумулятор очень медленно заряжается и разряжается, при этом любит стабильность нагрузки. А в том сумасшедшем темпе, что присущ автомобилю – то прибавлять скорость, то гасить ее, он теряет свое преимущество в энергоемкости почти в два раза. Все это да еще капризность к механическим нагрузкам, морозу делает аккумуляторный автомобиль бесперспективным.

А если конденсатор? Что ж, что емкость его маловата. Можно предусмотреть постоянную подзарядку на дороге – времени для этого потребуется секунды. А можно прямо под полотном проложить индукционные катушки и подкачивать конденсатор по ходу автомобиля. Нам показали в лаборатории один из таких экспериментов. Тележка ездила по помещению, изредка останавливаясь, чтобы подпитаться от. стены. Никаких розеток, никаких проводов. Индукционные токи от катушки, спрятанной в стене, в полной безопасности насыщали тележку через штангу энергией. Тронь даже рукой — не ударит. Ну, разве не перспективно?

Есть еще и другой путь, разрабатываемый аккумуляторщиками, но так и не приведший их к победе, – гибридный двигатель. На автомобиле устанавливается небольшой бензиновый движок на 5-10 кВт.

Работает он в постоянном режиме, а значит, можно добиться, что отработанные газы будут практически безвредными. Движок подпитывает конденсатор электроэнергией, которая поступает потом прямо на колеса, их движут электромоторы, исчезают многоступенчатые механические передачи, а значит, возрастает КПД. По прикидкам, такому гибридному двигателю потребуется 1 литр бензина на 100 километров пути. Кто не пожелает ездить на таком “экономе”!

В технике порой, как и в сказке, легко рассказывается, да нелегко делается. Конечно, предстоит еще решить немало технических трудностей, распутать многие конструктивные неувязки, прежде чем на дорогах появятся электромобили нового типа. Но ведь успехи уже есть. Так пожелаем же делу счастливого завершения.
Ионикс своими руками

Если, прочитав статью “Поедем на. конденсаторе!”, вы заинтересовались проблемой создания новых электрических машин, давайте продолжим разговор. Переведем его в практическое русло – вместе поэкспериментируем.

Начнем пучше с простой модели – лодочки. Купить ее можно в магазине. А электромоторчик взять от старой игрушки и укрепить с помощью скобы на корме. Впрочем, дело то для большинства из вас знакомое. Главное же – создать новый источник энергии для моторчика. Вспомним ионикc Хортова. В магазине его на приобретешь, так что приступим к делу.

Работает ионикc на электрохимическом принципе. Значит, его конструкции есть и электроды, и электролит. Для электродов нам подойдут два кружочка из меди, латуни или нержавейки. Еще понадобится угольный порошок. Купите в хозяйственном магазине сменные угольные таблетки для водоочистителя “Родничок” и растолките их мелко-мелко. Электролит приготовим из обыкновенной воды, растворив в ней на 100 граммов 25 граммов поваренной соли. Смешайте раствор с угольным порошком до консистенции замазки и нанесите слоем в несколько миллиметров сначала на один электрод, потом на другой.

Теперь очередь за прокладкой, которая должна разделить электроды так, чтобы электролит свободно проходил сквозь ее поры, а угольный порошок нет. Из наиболее распространенных материалов для такой цели подойдет обыкновенная промокашка, но можно поискать и что-нибудь попрочнее, например, кусочек поролона или стеклоткани.

Начинка нашего ионикса готова. Остается найти ему подходящий кожух. Это может быть пластмассовая коробочка от косметического набора. Но не забудьте просверлить а ней дырочки и пропустить сквозь них проводки, припаянные к электродам.

Закрываем коробочку. Подсоединяем проводки к электрической батарейке (необходимо напряжение не более 0,7 В; его нетрудно получить при помощи одного гальванического элементе и переменного сопротивления 0. 20 Ом) и смотрим, произошла ли зарядка, при этом на резных электродах должна образоваться концентрация разноименных ионов.

Отсюда и название: ионикс. Конечно, лучше всего проверить заряд на приборе, например, вольтметре. Заранее ясно, что одного элемента будет для нас недостаточно. Сколько? Это, как вы понимаете, зависит от величины тока и напряжения, которые требуются электромоторчику. Если гирлянда из элементов, соединенных последовательно, будет получаться очень большая, попробуйте поэкспериментировать, меняя толщину угольно-электролитной обмазки, ее консистенцию, а также диаметры электродов. Можно попробовать и другие вещества, но, прежде чем сделать это, обязательно посоветуйтесь с учителем химии. Без знаний такие эксперименты опасны!

Что же, если ионикс готов, можно приступать к запуску модели. Заметьте, как долго она проработает, каково время подзарядки. Конечно, до экспериментов Хортова нам еще далеко, но мы ужа на верном пути. Немаловажно, думаем, и то, что мы нашли замену элементам питания, которые так трудно достать нынче в магазинах.

В иониксе используется емкость двойного электрического слоя. Что это такое! Под действием тока на поверхности проводника, погруженного в электролит, возникают два слоя ионов противоположного знака, располагающиеся на расстоянии равном одному – двум атомам.

Электрические силы притягивают ионы друг к другу, а молекулярные – не позволяют сблизиться. Похоже на конденсатор.

Чем меньше расстояние между обкладками конденсатора, тем больше его емкость. В двойном электрическом слое расстояния, как, сказано, очень малы, поэтому и емкость его велика.

Если мерить конденсаторы на вес, то можно сказать, что один кг молекул двойного электрического слоя способен накопить я 100 раз больше энергии, чем 1 кг бензина!

Ссылка на основную публикацию