மின்தேக்கிகள் முதன்மையாக சார்ஜ் சேமிப்பு சாதனங்கள், ஆனால் பேட்டரிகளுடன் ஒப்பிடும்போது, அவை சார்ஜ் சேமிப்பதற்கான திறன் மிகக் குறைவு. இருப்பினும், அவற்றின் ஆயுட்காலம் பேட்டரிகளை விட அதிகமாக உள்ளது, மின்தேக்கிகளின் வேலைக்கான அடிப்படைக் கொள்கை ஒன்றுதான், அவை அவற்றின் உள் கட்டுமானத்தின் அடிப்படையில் வெவ்வேறு வகைகளாகப் பிரிக்கப்பட்டுள்ளன. கிராபெனின் மின்தேக்கி என்பது ஒரு வகை சூப்பர் கேபாசிட்டர் ஆகும், இது கிராபெனின் அடுக்குகளைக் கொண்டுள்ளது, இது எலக்ட்ரான்களின் அதிக இலவச இயக்கத்தை வழங்குகிறது மற்றும் பயனுள்ள வழியில் வெப்பச் சிதறலை அனுமதிக்கிறது.
அவுட்லைன்:
- சூப்பர் கேபாசிட்டர்கள் என்றால் என்ன?
- சூப்பர் கேபாசிட்டர்களின் வேலை
- கிராபெனின் சூப்பர் கேபாசிட்டர்
- சூப்பர் கேபாசிட்டர்களில் கிராபெனின் அடிப்படையிலான மின்முனைகள்
- கிராபெனின் அடிப்படையிலான சூப்பர் கேபாசிட்டர்களின் செயல்திறன்
- முடிவுரை
சூப்பர் கேபாசிட்டர்கள் என்றால் என்ன?
கிராபெனின் மின்தேக்கியைப் புரிந்து கொள்ள, கிராபெனின் மின்தேக்கியும் சூப்பர் மின்தேக்கிகளின் வகையின் கீழ் வருவதால், சூப்பர் கேபாசிட்டர்களைப் பற்றிய அறிவு இருப்பது அவசியம். பொது மின்தேக்கிகளைப் போலல்லாமல், சப்பர் மின்தேக்கிகள் வேறுபட்ட உள் கட்டுமானத்தைக் கொண்டுள்ளன, இது அவற்றின் பண்புகளையும் பாதிக்கிறது. சூப்பர் கேபாசிட்டரில் எலக்ட்ரோலைட்டுகள் உள்ளன, அவை ஒரு காப்பு ஊடகத்தால் பிரிக்கப்படுகின்றன மற்றும் எலக்ட்ரோலைட்டுடன் தொடர்பு கொண்ட செயல்படுத்தப்பட்ட கார்பன் மின்முனைகளைக் கொண்டுள்ளன. எலக்ட்ரோலைட் முக்கியமாக சல்பூரிக் அமிலம் அல்லது பொட்டாசியம் ஆக்சைடு, மற்றும் பிரிப்பான் பொதுவாக கேப்டன்:
சூப்பர் கேபாசிட்டர்களின் வேலை
ஒரு சூப்பர் கேபாசிட்டர் எந்த சக்தி மூலத்துடனும் இணைக்கப்படாதபோது, அவற்றின் துருவமுனைப்பைப் பொருட்படுத்தாமல் கட்டணங்கள் எலக்ட்ரோலைட் முழுவதும் சிதறடிக்கப்படுகின்றன, ஆற்றல் மூலமானது அதன் குறுக்கே இணைக்கப்படும்போது மின்தேக்கியிலிருந்து மின்னோட்டம் பாயத் தொடங்குகிறது, மேலும் நேர்மின்வாயில் அனைத்து நேர்மறை கட்டணத்தையும் பெறுகிறது. எலக்ட்ரோலைட்டில் உள்ள எதிர்மறை அயனிகள் அனோட் மின்முனையை நோக்கி நகரும். கேத்தோடு எதிர்மறையாக சார்ஜ் செய்யப்பட்டு அனைத்து நேர்மறை அயனிகளும் கேத்தோடை நோக்கி நகரும்.
மின்முனைக்கும் எலக்ட்ரோலைட்டுக்கும் இடையே உள்ள இந்த ஈர்ப்பு விசை மின்னியல் விசை மற்றும் மின்முனைகளுக்கு அயனிகளின் இந்த ஈர்ப்பு மின்சார இரட்டை அடுக்கு உருவாவதற்கு காரணமாகிறது. இந்த அடுக்கு சார்ஜ்களை சேமிப்பதற்கு பொறுப்பாகும், மேலும் இந்த அடுக்கு உருவாக்கம் காரணமாக சூப்பர் கேபாசிட்டர்கள் மின் இரட்டை அடுக்கு மின்தேக்கிகள் என்றும் அழைக்கப்படுகின்றன.
சூப்பர் கேபாசிட்டர் இப்படித்தான் சார்ஜ் செய்யப்படுகிறது மற்றும் சூப்பர் கேபாசிட்டரின் டெர்மினல்கள் முழுவதும் எந்த சுமையும் இணைக்கப்படும்போது மின்முனைகளில் உள்ள சார்ஜ் சுமையிலிருந்து பாயத் தொடங்குகிறது. இந்த வழியில் இரண்டு மின்முனைகளும் மின்னூட்டத்தை இழக்கத் தொடங்குகின்றன, ஏனெனில் அவை கட்டணங்களை ஈர்க்க முடியாது, இதன் விளைவாக அனைத்து கட்டணங்களும் மின்முனைகளை விட்டு வெளியேறும் போது மின்தேக்கி வெளியேற்றப்படுகிறது.
எனவே இப்போது அயனிகள் மீண்டும் எலக்ட்ரோலைட்டுகள் முழுவதும் சிதறடிக்கப்படுகின்றன, மேலும் ஒரு எளிய சூப்பர் கேபாசிட்டர் இப்படித்தான் செயல்படுகிறது.
கிராபெனின் சூப்பர் கேபாசிட்டர்
கிராபெனின் கிராஃபைட்டிலிருந்து வருகிறது, இது பெரும்பாலும் பென்சில்களுக்குள் உள்ளது மற்றும் அதே எண்ணிக்கையிலான அணுக்களைக் கொண்ட கார்பனின் மின்முனையாகும், ஆனால் இவை வித்தியாசமாக அமைக்கப்பட்டிருக்கும். கிராஃபைட்டைப் போலல்லாமல், கிராபெனின் இரு பரிமாண ஒற்றை அணு அடுக்கு அறுகோண தேன்கூடு வடிவத்தில் அமைக்கப்பட்டிருக்கிறது. இந்த அமைப்பு அணுக்களை வலுவான கோவலன்ட் பிணைப்புகளை உருவாக்க அனுமதிக்கிறது, இது அதிக இழுவிசை வலிமை மற்றும் அதிக நெகிழ்வுத்தன்மையை அளிக்கிறது. இந்த பண்புகள் காரணமாக, கிராபெனின் எலக்ட்ரான்களை சுதந்திரமாக நகர்த்த அனுமதிக்கிறது மற்றும் அதிக மின் கடத்துத்திறன் கொண்டது.
சூப்பர் கேபாசிட்டர்கள் தட்டுகளுக்கு இடையே குறுகிய தூரத்தைக் கொண்டிருப்பதால், அவை அதிக நிலையான கட்டணத்தைச் சேமிக்க அனுமதிக்கின்றன, அலுமினிய அடுக்குடன் ஒப்பிடும்போது ஒரு அணுவின் அளவைக் கொண்ட மிக மெல்லிய அடுக்கை கிராபெனின் கொண்டுள்ளது. எனவே, கிராபெனின் மின்தேக்கியானது கணிசமாக அதிக பரப்பளவைக் கொண்டுள்ளது, இது மற்ற சூப்பர் கேபாசிட்டர்களுடன் ஒப்பிடும்போது அதிக ஆற்றலைச் சேமிக்க அனுமதிக்கிறது.
சூப்பர் கேபாசிட்டர்களில் கிராபெனின் அடிப்படையிலான மின்முனைகள்
மேலே குறிப்பிட்டுள்ளபடி கிராபெனின் ஒரு பெரிய பரப்பளவை வழங்குகிறது, இது மின்தேக்கியின் சார்ஜ் சேமிப்பதற்கான திறனை அதிகரிக்கிறது. கிராபெனைப் பயன்படுத்தி மின்முனைகளை உருவாக்க பல்வேறு நுட்பங்கள் பயன்படுத்தப்படுகின்றன, அவற்றில் இரண்டு:
கிராபெனின் நுரை மூலம் உருவாக்கம்
கிராபெனின் நுரையைப் பயன்படுத்தி உருவாக்கப்பட்ட கிராபெனின் மின்முனையானது அதிக கடத்துத்திறன், இலகுரக மற்றும் நெகிழ்வான மின்முனைகளை வழங்குகிறது, அதன் பரப்பளவு பல செ.மீ வரை நீட்டிக்கப்படலாம். 2 மற்றும் பல மில்லிமீட்டர்கள் வரை உயரம். கிராபெனின் நுரை ஒரு நிக்கல் அல்லது செப்பு நுரையில் வளர்த்து இரசாயன நீராவி படிவு நுட்பத்தால் உருவாக்கப்படுகிறது. செப்பு நுரையில் ஒரு கிராபெனின் நுரை உருவாக்கப்படும் போது அது உயர்தர கிராபெனின் அடுக்கை உருவாக்குகிறது, ஆனால் உலோக ஆதரவு அகற்றப்படும் போது கட்டமைப்பு எளிதில் சரிந்துவிடும். இருப்பினும், அதற்குப் பதிலாக ஒரு நிக்கல் நுரை பல அடுக்கு கிராபெனின் அடுக்கை உருவாக்கப் பயன்படுத்தப்படலாம், இது எந்த சேதமும் இல்லாமல் உலோக ஆதரவிலிருந்து கவனமாக இழுக்கப்படும். மேலும், இந்த இரசாயனத் தொகுப்பைப் பயன்படுத்தி நிக்கல் நுரை மூலம் குறைக்கப்பட்ட கிராபெனின் ஆக்சைடையும் உருவாக்கலாம். சில சேர்க்கைகள் கிராபெனுடன் பயன்படுத்தப்படுகின்றன, அவை அதிக ஆற்றல் அடர்த்தியை அடைய உதவுகின்றன மற்றும் எலக்ட்ரான்கள் மற்றும் அயனிகளுக்கு குறுகிய பாதைகளை வழங்குகின்றன, இதனால் கட்டணங்களின் வேகம் அதிகரிக்கிறது. இந்த சேர்க்கைகள் உலோக ஆக்சைடுகள், கடத்தும் பாலிமர்கள் மற்றும் உலோக ஹைட்ராக்சைடுகளாக இருக்கலாம், இது கிராபெனின் அடிப்படையிலான மின்முனைகளை குறைந்த செலவில் உருவாக்குகிறது.
வேதியியல் நீராவி படிவு முறையைப் பயன்படுத்தி கிராபெனின் அடுக்கை உருவாக்கும் செயல்முறையை மேலே உள்ள படம் விளக்குகிறது.
லேசர் எழுத்து மூலம் உருவாக்கம்
லேசர் எழுதும் முறை ஒப்பீட்டளவில் குறைந்த செலவில் உள்ளது மற்றும் பெரிய பகுதி குறைப்பு நுட்பத்தை குறைப்பதன் மூலம் ஒரே படியில் 3D நுண்துளை கிராபெனை உற்பத்தி செய்கிறது. இந்த முறையில் முதலில், கிராபெனின் மெல்லிய அடுக்கு டெம்ப்ளேட்டில் வைக்கப்படுகிறது, பின்னர் வணிக லேசர் கிராபெனின் ஆக்சைடு அடுக்கை கதிர்வீச்சு செய்கிறது. கிராபெனின் ஆக்சைடில் லேசர் ஒளி படும் போது அது வெளிப்படும் பகுதியில் நுண்துளை கடத்தும் பொருளை உருவாக்குகிறது.
இதன் விளைவாக, எலக்ட்ரோலைட் அயனிகளின் பரப்பளவு அதிகரிக்கிறது மற்றும் ஆக்ஸிஜன் உள்ளடக்கம் கணிசமாகக் குறைக்கப்படுகிறது. முந்தைய முறையைப் போலவே, சில சேர்க்கைகள் நேரடி லேசர் எழுத்தில் பயன்படுத்தப்படலாம், அதாவது அடி மூலக்கூறு கிராபெனின் ஆக்சைடு மற்றும் பாலிமரின் கலவையாக இருக்கலாம் அல்லது அடி மூலக்கூறு பாலிமராகவும் இருக்கலாம். நேரடி லேசர் எழுதும் செயல்முறையை விளக்கும் ஒரு படம் இங்கே:
கிராபெனின் அடிப்படையிலான சூப்பர் கேபாசிட்டர்களின் செயல்திறன்
கிராபெனின் மின்தேக்கிகள் பயனுள்ள எலக்ட்ரான் மற்றும் அயன் பரிமாற்றத்தைக் கொண்டுள்ளன, இதன் விளைவாக அதிக கிராவிமெட்ரிக் மற்றும் வால்யூமெட்ரிக் திறன் உள்ளது. மேலும், அவை அதிக சுழற்சி வீத நிலைத்தன்மையையும் அதிக ஆற்றல் திறனையும் வெளிப்படுத்துகின்றன.
பல்வேறு ஆற்றல் சேமிப்பு சாதனங்களின் செயல்திறன் மற்றும் நடத்தையைப் படிக்க, ரகோன் ப்ளாட் பயன்படுத்தப்படுகிறது, இதில் குறிப்பிட்ட ஆற்றலின் மதிப்பு (Wh/Kg) குறிப்பிட்ட சக்திக்கு (W/Kg) எதிராக திட்டமிடப்படுகிறது. வரைபடம் இரண்டு அச்சுகளுக்கும் ஒரு பதிவு அளவைப் பயன்படுத்துகிறது. y-அச்சு குறிப்பிட்ட ஆற்றலை அளவிடுகிறது, இது ஒரு யூனிட் வெகுஜனத்திற்கான ஆற்றலின் அளவு. x-அச்சு சக்தி அடர்த்தியை அளவிடுகிறது, இது ஒரு யூனிட் வெகுஜனத்திற்கு ஆற்றல் விநியோக விகிதமாகும்.
ரகோன் ப்ளாட்டில் உள்ள ஒரு புள்ளி, வேறுவிதமாகக் கூறினால், y-அச்சில் உள்ள ஆற்றலை (ஒரு யூனிட் வெகுஜனத்திற்கு) x-அச்சில் உள்ள சக்தியில் (ஒரு யூனிட் வெகுஜனத்திற்கு) வழங்கக்கூடிய நேரத்தையும், அந்த நேரத்தையும் கொடுக்கிறது. ஒரு மணி நேரத்தில்) ஆற்றல் மற்றும் ஆற்றல் அடர்த்திகளுக்கு இடையேயான விகிதமாக வழங்கப்படுகிறது. பின்னர், ஒரு ராகோன் ப்ளாட்டில் உள்ள ஐசோ-வளைவுகள் (நிலையான டெலிவரி நேரம்) ஒற்றுமை சாய்வுடன் கூடிய நேர்கோடுகள். கீழே உள்ள ராகோன் ப்ளாட் பல்வேறு ஆற்றல் சேமிப்பு சாதனங்களுக்கான குறிப்பிட்ட ஆற்றலை (Wh/Kg) மற்றும் குறிப்பிட்ட சக்தியை (W/Kg) காட்டுகிறது:
முடிவுரை
கிராபெனின் மின்தேக்கி என்பது கிராஃபைட்டிலிருந்து வரும் கிராபெனிலிருந்து தயாரிக்கப்படும் மின்முனைகளைக் கொண்ட ஒரு வகை சூப்பர் கேப்கேட்டர் ஆகும். கிராபென் எலக்ட்ரோலைட்டுக்கு ஒரு பெரிய பரப்பளவை வழங்குகிறது, இது கொள்ளளவை அதிகரிக்கிறது மற்றும் சிறிய சார்ஜிங் நேரத்தையும் கொண்டுள்ளது. மேலும், கிராபெனின் மின்முனைகளை உருவாக்க பல்வேறு நுட்பங்கள் உள்ளன, அவற்றில் இரண்டு: கிராபெனின் நுரை மற்றும் நேரடி லேசர் எழுத்து.