Süper kapasitör
Tarih > Bileşenlerinin evrimi

1950'lerde, General Electric mühendisleri bileşenleri yakıt hücreleri ve şarj edilebilir piller için gözenekli karbon elektrotlar kullanarak denemeler yapmaya başladı. Aktif kömür ile bir elektrik iletken son derece gözenekli bir "süngerimsi" yüksek spesifik yüzey alanına sahip karbon şeklindedir. 1957 H. Becker, gelişmiş bir "gerilim elektrolitik gözenekli karbon elektrotlar ile kondansatör". Düşük [1][2][3] Enerji, karbon şarj gözenekleri elektrolitik kapasitörler kazınmış folyo gibi gözenekler gibi saklı olduğuna inanıyordu. Çünkü çift katmanlı mekanizma tanışıldığında bulunmuyordu, patentte şöyle yazmakta: "Tam olarak yüksek kapasitenin neden gerçekleştiği bilinmese de bileşende enerji depolama kullanılmıştır." General Electric önceleri bu işin takipçisi olmadı. 1966 yılında Ohio Standard Oil (SOHİO) araştırmacıları bu bileşenin başka bir versiyonu geliştirilen "elektrikli enerji depolama aygıtı", deneysel çalışma sırasında yakıt hücresi tasarımları. [4] elektrokimyasal enerji depolama[5] doğal bir patent olarak nitelendirildi. 1970, elektrokimyasal kapasitör Donald L. Boos patentli bile aktif karbon elektrotlar, bir elektrolitik kondansatör olarak tescil edildi.[6]
Erken elektrokimyasal kapasitörler iki alüminyum folyo aktif karbon ile kaplı - bir elektrolit içine batırılmış ve ince gözenekli bir yalıtkan ile ayrılmış olan elektrotlar kullanılır. Bu tasarım bir farad sipariş üzerine bir kapasitans, aynı boyutta elektrolitik kapasitörler önemli ölçüde daha yüksek bir kondansatör vermiştir. Bu elektrokimyasal kapasitörlerin en temel mekanik tasarımı olarak kalmaktadır. SOHIO bu buluşunu ticari olarak kullanmamış, bunun yerine NEC’e ticari lisans vererek, bilgisayarların hafızasına yedek güç sağlamak için –Süper Kapasitör-leri 1971’de pazarlamaya başlamıştır.
Ph. D., Imperial College London John Bockris Grup, Brian Evans Conway 1947 1975 ve 1980 yılları arasında Brian Evans Conway rutenyum-oksit elektro kimsayalar kapasitörler hakkında kapsamlı bir temel ve geliştirme çalışmaları yaptı. 1991 yılında ‘Super kapasitör’ ve ‘Pili’ elektrokimyasal enerji depolama davranışları arasındaki farkı açıkladı. 1999 yılında süper kapasitör elektrotlar ve iyon arasında faradik yük transfer ile yüzey redoks tepkimeleri artan kapasitansı açıklamak için icat edildi.[7][8] Onun "süper kapasitör" depolanan elektrik yüklü kısmı Helmholtz çift katlı ve kısmen sonuç faradik reaksiyonlar ile elektrot ve elektrolit arasındaki" pseudocapacitance" elektron ve proton yükü transferini açıklar. Pseudocapacitors çalışma mekanizmaları redox reaksiyonları, özgün ve electrosorption. Yaptığı araştırma ile Conway, büyük ölçüde elektrokimyasal kapasitörler bilgisini genişletmiştir.
Piyasa yavaşça büyüdü. 1978’de Panasonic, Goldcaps markası olarak değişmişti. [9] Bu ürün hafıza için başarılı bir enerji kaynağı yedekleme uygulamaları oldu. [5] Rekabet sadece bir yıl sonra başladı. 1987 yılında ELNA"pazar s girdiniz. "Dynacap[10] İlk nesil EDLC akım deşarj sınırlı, nispeten yüksek iç direnç vardı. Veri yedekleme için güç SRAM chips gibi düşük akım uygulamaları için kullanıldı.
1980'lerde, gelişmiş elektrot malzemeleri artan kapasitans değerleri sonunda. Aynı zamanda, daha iyi iletkenlik ile elektrolit gelişimine direnç (ESR) artan şarj/deşarj akımları eşdeğer serisi indirdi. Düşük iç dirençli ilk süper kapasitör Pinnacle Araştırma Enstitüsü tarafından askeri uygulamalar için (PRİ) 1982 yılında geliştirilen ve marka adı altında piyasaya sürüldü"". PRİ Ultracapacitor 1992 yılında, Maxwell Laboratuvarları (daha sonra Maxwell Teknolojileri) bu gelişme üzerine aldı. Maxwell PRİ gelen Ultra kapasitör’ü kabul etti ve onlara"[11] güç uygulamaları için kullanımı altını çizdiği –Boost Caps- terimini kullandı.
Kondansatörlerde gerilimin karesi ile enerji miktarının artmasından dolayı, araştırmacılar için elektriksel kırılma gerilimi artırmak için bir yol aradılar. 1994 yılında 200 yüksek gerilim teanod elektrolitik kondansatör tantal kullanarak, David A. Evans "Elektrolitik-Hybrid Elektrokimyasal Kapasitör”ü geliştirdi.[12][13] Bu kondansatörler elektrolitik ve elektrokimyasal kapasitörlerin özellikleri birleştirir. Onlar birleştirmek yüksek dielektrik bir anot, bir elektrolitik kondansatör ile yüksek kapasiteli bir pseudocapacitive metal oksit (rutenyum (IV) oksit) katot, bir elektrokimyasal kapasitör, verimli bir hibrit elektrokimyasal kapasitör. Evans'ın kapasitörler, icat Capattery,[14] 5 kat aynı boyutta karşılaştırılabilir tantal elektrolitik bir kondansatör daha yüksek bir enerji içeriği vardı[15] yüksek maliyeti sebebiyle kullanım alanı belirli askeri uygulamalar için oldukça sınırlıdır. Son gelişmeler lityum iyon kapasitörleri de içermektedir. Bu melez kapasitörler 2007 yılında FDK tarafından öncülük edilmiştir.[16] önceden katkılı lityum-iyon elektrokimyasal elektrot ile elektrostatik karbon elektrot sistemlerdir. Bu arada kapasitans değeri artar. Ayrıca, pre-doping işlemi yüksek hücre çıkış gerilimi anot potansiyeli ve sonuçları, daha fazla enerji yoğunluğu artan düşürür. Birçok aktif şirket ve üniversitelerin araştırma departmanları [17] özellikle enerji yoğunluğu, güç yoğunluğu, döngüsü istikrarı sağlamak ve üretim maliyetlerini düşürmek için çalışıyor.