30 / 110
תוך שנים ספורות, רוב המכשירים
יהפכו ליותר "חכמים" בכדי
להתחבר לאינטרנט של הדברים.
, רמות
IoT
כדי לממש את היתרונות של
ביצועים ופונקציונליות של המכשיר החכם
גדלו באופן אקספוננציאלי.
פונקציונליותמוגברת, לעומת זאת, פירושה
יותר מורכבות ויותר צריכת אנרגיה.
מהנדסים השקיעו מאמצים רבים כדי
למזער פיזור הספק עם מצבי פעולה
דינמיים כגון לשים מכשיר במצב "שינה"
כאשר הביקוש לעיבוד נתונים הוא נמוך,
אבל יש כמה פונקציות שצריכות פרץ של
אנרגיה, כגון תקשורת אלחוטית או הבזק
מנורת לד. זה לא רק במעגלי מיקרו אנרגיה
שצריכים לפעול אלא גם התקנים הכוללים
מנועים קטנים, מודדים חכמים ומגברי
שמע, למשל, כולם זקוקים לתכונה זו
של יכולת צריכת אנרגית שיא רגעית ללא
תלות בגודל או עלות מעבר למה שמצופה.
תהליך תאום גודל הסוללה של המכשיר
– סופר קבלים
Supercapacitors
איזהתפקיד יהיה ל-
בעיצובשל מערכותאנרגיהעתידיות?
עבור עומסי שיא אלה לא יעיל, מגושם
ויקר, ולכן צורה כלשהי של תיאום
עומס שיא היה רצוי. זה המקום שבו
- סופר קבלים, הופיעו.
Supercapacitors
סוללות ליתיום או סוללות אלקליות
מסורתיות היו פתרון, אבל לטכנולוגיות
יש מגבלות. בהשוואה לסוללות, ל-סופר
קבלים יש צפיפות הספק גבוהה בהרבה,
Li
פעמים יותר מאשר תא -
100,000
עד
בגודל של מטבע למשל. סופר קבל
MnO2
זוכה בתחרות עבור מתן הספק גבוה יחסית
לזמן ארוך, יותר מסודר בסדר הקוטביות
ויותר טוב בביצועים מאשר ביצועי סוללה
.1
- ראה תמונה
ישנם סוגים שונים של סופר קבלים עבור
יישומים שונים, החל מתאים בצורת מטבע
וכלה בתאים בצורת צילינדר למינאתיים
לפי דירוג צריכת אנרגית שיא רגעית. ראה
DMT
. סוגי לאמינאציה בסדרת
2
איור
אופייניים לשימוש
Murata
של
DMF
ו-
באפליקציות מתאמי עומס.
Kunio Nomura, Murata
הביצועים הספציפיים של ה-סופר קבל
הינם בזכות מהמבנה שלו. אין לו תווך
דיאלקטרי כמו כל סוגי הקבלים האחרים,
Electrical
אלא שכבה כפולה חשמלית (
). שכבה זו נוצרת
Double
Layer
-
EDL
כתוצאה מהתממשקות של אבקת פחמן
פעיל ואלקטרוליט. האחסון של הטעינה
אינו על ידי תהליך כימי אלא על ידי תנועה
פיזית של יונים אל הנקבוביות בשכבות
הפחמן. הנקבוביות מספקות שטח ענק
לצבירת טעינה ומתן ערכי קיבול עודף
. ערכי התנגדות טורית
5
V
ב
Farad
1
של
500-
ל
50
) מתונים, בדרך כלל בין
ESR
(
מילי-אום, מה שהופך את הסופר קבלים
לעמידים בקצר. לעומת סוללה, הסופר
של אנרגיה,
Joules
10
קבלים אוגרים רק כ
אשר לא מייצר אפקט חימום משמעותי על
הרכיב אפילו בתנאי קצר.
תכונה נוספת של הסופר קבלים הינה
מספר כמעט בלתי מוגבל של מחזורי
פריקה וטעינה לעומת מספר פעמים מוגבל
ב
New-Tech Magazine l 30