Primera Tarea De Investigacion

Súpercapacitores.

Problema: en el mercado actual de autos, se tiene una alta contaminación en base a sus baterías, que muchas personas no las reciclan y tenemos el problema de la contaminación al medio ambiente, por otra parte estas baterías son muy pesadas, ocupan un gran espacio en el automóvil, peligrosas y muy contaminantes por su composición de líquidos químicos. Sin embargo por ser una batería de líquidos químicos puede causarnos daños al vehículo al derrama alguno de estos líquidos que se encuentran dentro y hacer un problemas mucho mayor a sistema de control del vehículo, al oxidar los cables, y tener el riesgo de que el auto no responda a las necesidades de usuario, se usara un súpercondensador.

Justificación: Para la selección del supercapacitor adecuado a utilizar se requiere un basto conocimiento relacionado con este tipo de capacitores.

Obj. Gen: adquirir “conocimiento técnico relacionado con un súpercondensador”. Obj. Espc: recopilar las fuentes de información. Verificar la veracidad de las fuentes de información. Extraer la información de las fuentes seleccionadas. Clasificar la información recabada. Presentar informe.

Definición: Los condensadores eléctricos de doble capa (también conocidos como súpercondensadores, condensadores electroquímicos de doble capa (EDLCs por sus siglas en inglés) o ultracondensadores) son condensadores electroquímicos que tienen una densidad de energía inusualmente alta en comparación con los condensadores comunes, generalmente miles de veces mayor que un condensador electrolítico de alta capacidad. Por ejemplo, un típico condensador electrolítico D-Cell tendrá una capacidad de decenas de miliFaradios (mF). Un EDLC del mismo tamaño tendría una capacidad de varios Faradios (F), una mejora de alrededor de dos o tres órdenes de magnitud en la capacidad, pero generalmente a un menor voltaje de trabajo. Más grandes, Los EDLCs comerciales cuentan con capacidades tan altas como 5000 F. La mayor densidad de energía en la producción es de 30 Wh / kg. Un condensador es un elemento pasivo de circuito eléctrico con dos terminales formado por dos placas conductoras separadas por un aislante, donde se almacena energía eléctrica debido al paso de las corrientes de una placa a otra a través del aislante.

Clasificación: Los supercondensadores actualmente se clasifican de acuerdo con los materiales de los que se encuentran elaborados. Actualmente se distinguen de acuerdo con Zhou (2) y Dinh – Nguyen (3) principalmente cuatro tipos: 1. Supercondensadores electrolíticos de interfaz de carbono de doble capa Los principales son los que utilizan hidróxido de sodio y potasio o ácido sulfúrico. En ellos la disolución se disocia en iones positivos de sodio o potasio, que ante la presencia de voltaje por aumento de la atracción entre cargas se acumula una mayor energía eléctrica. 2. Supercondensadores no electrolíticos de interfaz de carbono de doble capa Los principales son los que son elaborados como aerogeles, soles, los de nanotubos de carbono y carbón activado. Los soles son dispersiones de partículas sólidas en líquido que se encuentran indefinidamente en movimiento browniano. En cambio un gel es un sólido que posee una gran cantidad de líquido y una estructura que permite que se encuentren ambas fases combinadas. Para la formación de soles para condensadores se forma el óxido de metal elegido en agua, sea a altas temperaturas o con un exceso de base para formar el sol. Posteriormente el sol es gelado por deshidratación o aumento de pH. También se pueden formar soles orgánicos con resorcinol en formaldehído. El resultado de los procesos es la formación de un material homogéneo muy poroso que permite una alta capacitancia. Si el sol es combinado con la interfaz de carbono se calcula que puede alcanzarse una capacitancia de 400 faradios por gramo.

3. Supercondensadores acuosos de óxido de doble capa con pseudocapacitancia redox Los principales son los de óxido de litio, bióxido de rutenio, bióxido de iridio, óxido de cobalto y bióxido de manganeso. Los supercondensadores pueden fabricarse siguiendo la metodología de la sección anterior para elaborar un sol. Otra forma de obtenerlo es por la deposición de un óxido metálico por medio de un procedimiento de electrólisis. Se han hecho investigaciones donde se han alcanzado capacitancias de 400 F/g con óxido de rutenio (10). Supercondensadores más rentables de alrededor de 50 F/g se han logrado con óxido de níquel (9). Una forma alternativa para generar la estructura porosa es la adición de óxido de litio a un metal como el platino; este material se le agrega ácido para retirar el litio y mantener la estructura porosa de escala nanométrica. 4. Supercondensadores de polímeros conductores Se define como polímero conductor como una sustancia orgánica que conduce la electricidad de manera parecida a la de un metal, buena reversibilidad entre estado conductor y no conductor y flexibilidad mecánica. Los principales son los de politiofeno, polipirrol y polianilina. Tienen una densidad de energía mayor a 500 Watts por kilogramo, y aún se estudian sus propiedades de capacitancia.

Aplicaciones. La investigación en supercondensadores se encuentra motivada por las enormes ventajas que su uso representa para el desarrollo de circuitos eléctricos : 1. Gran período de operación 2. Capacidad de manejar altos valores de corriente 3. Valor de carga fácil de monitorear 4. Alta eficiencia 5. Gran rango de voltaje 6. Gran rango de temperatura 7. Ciclos de funcionamiento largos 8. Facilidad de mantenimiento La vida útil de un supercondensador disminuye conforme aumenta su capacitancia, pero actualmente contamos con dispositivos que superan una vida útil de veinte años con pérdidas en el voltaje suministrado de alrededor de un volt. Debido a estas propiedades de vida útil y manejo de voltaje y corriente los supercondensadores han sido utilizados en diversas aplicaciones: Automóviles híbridos Por la eficiencia en el uso de la energía estos dispositivos son un elemento prometedor para el desarrollo de medios de transporte que combinen la energía solar con la proveniente de combustibles fósiles. Su aprovechamiento se debe fundamentalmente a que permiten una mejor descarga de energía durante la aceleración del vehículo. En la prueba realizada en el 2000 para los nuevos autobuses de transporte de la NASA que con el uso de condensadores se podía acelerar a 157 pies en 10 segundos con el mínimo de pérdidas de energía. Un desarrollo importante es el uso de supercondensadores para el desarrollo de la unidad de apoyo auxiliar (APU por sus siglas en inglés). Freightliner y Delphi demostraron su uso en sistemas automotrices de pasajeros, aunque BMW argumenta que hay poca sensibilidad para su regulación debido a las modificaciones hechas a la gasolina para reducir la emisión de contaminantes, por lo que es viable instalarlos en sistemas basados en hidrógeno.

Las ventajas de un supercondensador como almacén de energía son evidentes: tienen un altísimo rendimiento (devuelve prácticamente tanta energía como almacena) y una excelente ciclabilidad, pudiendo soportar millones de ciclos de carga y descarga sin perder su capacidad.

Inovaciones. Holanda presenta la primera puerta giratoria “turbina” Antes de que la crisis económica adelantase en importancia a la crisis del petróleo, se apreciaba en todas partes una tendencia creciente hacia el aprovechamiento de las energías renovables, fuera cual fuera la fuente. El último ejemplo de esto es la primera puerta giratoria generadora de energía del mundo, localizada en el Natuurcafe La Port en Holanda. La puerta, que aporta un ahorro energético aproximado de 4600 kWh cada año, forma parte de un plan más grande destinado a la reforma sostenible de la estación de trenes. La puerta del Natuurcafé usa un generador que se alimenta con la energía suministrada por las personas que pasan a su través. Unos supercondensadores almacenan la energía generada y se la suministran al sistema de iluminación por LEDs del techo. Si los LEDs utilizan toda la energía almacenada en los condensadores, la unidad de control deriva el suministro hacia la red principal eléctrica del edificio. Un gran display ubicado en el interior de la estación ferroviaria muestra la cantidad de energía generada por las puertas giratorias

Características & Especificaciones estupendo 2.7V 100F Voltaje clasificado: 2.7V Capacitancia clasificada: 100F Temperatura de trabajo: - 25C~+70C Tamaño: 22*45 Uso: LED, luz solar, el panel solar

de

Condensador