دانلود مقالات ISI درباره ابرخازن + ترجمه فارسی

ابرخازن (Supercapacitor) یا سوپرخازن یک خازن دولایه هستند که نسبت به خازن های معمولی ظرفیت بسیار بالاتری دارند اما ولتاژ قابل تحمل آنها که به ولتاژ شکست معروف است پایین است. ظرفیت ابر خازن ها معمولا بیش از 10 میلی فاراد و در رنج فاراد است که باعث بوجود آمدن کاربردهای جدیدی برای آنها می شود ولی قیمت آنها در مقایسه با خازن های معمولی بالاتر است. سوپر خازن ها از دو صفحه فلزی که با مواد مختلف پوشانده شده اند تشکیل شده که این مواد متخلخل باعث پدیدآوردن مساحت بیشتری برای ذخیره انرژی می شود. این دو صفحه در یک ژل یا مایع الکترولیت که دارای یون های مثبت و منفی می باشد غوطه ور هستند که در صورت اعمال یک ولتاژ به دو الکترود خازن این یون ها از هم جدا می شوند. به ابر خازن ها خازن الکتریکی دولایه هم گفته می شود. در ساخت ابرخازن ها از مواد مختلف کربنی، اکسید های فلز و پلیمرهای رسانا استفاده می شود. پیشرفت های حاصل شده در زمینه کار با مواد پایه کربنی مثل گرافین باعث افزایش ظرفیت این نوع خازن ها شده است و اکنون می توان ابر خازن ها را به عنوان رقیب جدید باطری ها در نظر گرفت. گرافین یک لایه نازک کربنی با شکل لانه زنبوری است که استحکام بسیار بالایی دارد و استفاده از آن در ساخت ابر خازن ها باعث افزایش ظرفیت آنها بدلیل وجود مساحت داخلی بیشتر در گرافین شده است. فراخازنها می توان به سه دسته کلی تقسیم میشوند. هر دسته داری مکانیسم منحصر به فرد خود را برای ذخیره سازی بار به ترتیب، فارادی،غیر فارادی و ترکیبی از این دو می باشد. فارادیک واکنش اکسیداسیون و انتقال بار بین الکترود و الکترولیت است. غیر فارادیک فرایندی است که ذخیره بار را به صورت غیر شیمیایی انجام می دهد. ابرخازن ها در دستگاه های پزشکی یا نظامی، لیزر و مایکروویو، منابع تغذیه، سیستم های امنیتی و اطلاعاتی به عنوان ذخیره پشتیبان، مدارهای راه انداز ال ای دی های توان بالا، توربین های بادی و شبکه های برق رسانی جهت پایداری شبکه، UPS کامپیوترهای حساس، درهای برقی در هنگام قطع شدن برق، سیستم های مولد برق از ترمز در ماشین های برقی جدید، تثبیت کننده ولتاژ و مدارهایی که نیاز به خازن هایی با زمان شارژ و دشارژ سریع دارند مورد استفاده قرار می گیرند. ابرخازن ها قابلیت شارژ و دشارژ برای صدها هزار بار با کمترین افت در عملکرد و کیفیت را دارند و طول عمر آنها بالا و بین 10 تا 20 سال است. همچنین عمر بسیار مفیدی دارند و بعد از 10 سال کارکرد، ظرفیت آنها از 100 به 80 درصد می رسد. زمان شارژ و دشارژ ابرخازنها پایین تر است و توان و جریان بالاتری نسبت به خازن های معمولی دارند. همچنین تحمل حرارت بالا یا دمای پایین تا منفی چهل درجه سانتی گراد را دارا هستند. البته ابرخازنها در حال حاضر دارای محدودیت ها و معایبی نیز هستند از جمله اینکه ولتاژ قابل تحمل آنها پایین و در حال حاضر در رنج 2-3 ولت است و در صورت نیاز به ولتاژهای بالاتر باید آنها را سری کرد که منجر به کاهش ظرفیت خازن می شود.