Гібридні конденсатори

В ГК використовують електроди різних типів. Наприклад один електрод – оксид металу, а інший електрод – активований вуглеводний матеріал.

Використання АУ в якості основи для негативного електрода в гібридних системах дозволило вдвоє розширити область зміни потенціалу по зрівнянню з ПСК.

Всі процеси, які відбуваються в об’ємі позитивного електроду і на його поверхні, аналогічні процесам, які відбуваються в батареях. Слід зазначити, що не потрібно повністю заряджати NiO1 – електроди ГК, тому, що при високому степені заряду можливе виділення вільного кислороду, а це в свою чергу призводить до руйнування нестехіметричних оксидів нікелю. При розрядці відбувається про тонізація кристалічної решітки позитивного електроду. В області високих розрядів струмів ємність ГК C/NiO1, контролюється ємністю NiO1 – електрода, яка залежить від швидкості процесу на цьому електроді. Робоча область потенціалів конденсатора складає 0,8-1,7 В. Основні характеристики ГК фірми „Еліт”: удільна енергія 1-1,5 Вт г/кг, удільна ємність – 1300-2300 Вт/кг. Удільна енергія ГК вище, чим у ПСК, і нижче чим у акумуляторів.

Максимальна удільна енергія ГК фірми „Еліт” складає 11 Вт год/кг. Ємність такого конденсатора практично рівна ємності негативного електроду і вища ємності у ПСК. Ресурс роботи визначається позитивним електродом, де відбуваються процеси деградації.

ГК з RuO2*xH2O мають ємність 770 Ф/г і високу удільну енергію (267 Вт год/кг)

В ЗАО „Іккар”, і в Інституті електрохімії ім. А.Н. Фрумкіна РАК розробили новий тип ГЭСК, який вміщає пористий полімерний сепаратор позитивного поляризованого електроду на основі АУП (S=100-250 м2/г) , і позитивний мало поляризований електрод на основі системи PbSO1/PbO4 на якому в сіркокислотному електроліті протікає слідуючи реакція

PbO2+HSO4-+3H++2e-bbSO4+2H2O (10)

На позитивному електроді відбувається процес перезарядки ДЭС

(H+)2d/E1-+HSO4—H++(HSO4)2d/E0/E01+2e (11)

PbO2+2H2SO4+(H+)2d/E-1—PbSO4+2H2O+(HSO-4-)2d/ E1+ (12)

E1- E1+ - від’ємно і додатньо заряджений активований вуглеводний матеріал.

ГЭСК може відповідати електрохімічним елементам матричного типу. На основі стехіометрії електрохімічних процесів протікаючи в ГЭСК, була розроблена методика розрахунку зміни об’єму електроліту в ГЭСК в процесі зарядки, а також зміни об’єму твердої і газової фаз. Було встановлено, що в процесі розрядки зменшується об’єм рідкої фази на 5-20%, а також концентрація електроліту на 15-50%. При цьому збільшується об’єм твердої фази за рахунок рідко -твердофазних реакцій на PbSO4/ PbO2 – електроді і зменшується внутрішній тиск газів газів на 3-12,2 кПа. З цими процесами зв’язана зміна внутрішнього опору ГЭСК в процесі заряду/розряду. При середньому степені заряду в ГЭСК опір мінімальний, а при збільшенні/зменшенні степеня заряду відбувається його збільшення. Різними аналітичними методами було встановлено, що на електроді із АУТ осідає свинець, який передається з додатного електроду, що призводить до збільшення ємності від’ємного електроду. ГЭСК використовують в якості тягових джерел струму в малих транспортних засобах, наприклад, в інвалідних колясках, а також у фонарях. Крім того, їх планують застосовувати в портативних пристроях (радіотелефонах, відеокамерах, плеєрах) і т.д. Однією із переваг ГЭСК є те, що його можливо швидко зарядити, достатньо 20-30 хв