कैपेसिटिव ऊर्जा भंडारण क्या है और इसके तंत्र के प्रकार क्या हैं?

कैपेसिटिव ऊर्जा भंडारणकैपेसिटर का उपयोग करके विद्युत ऊर्जा को संग्रहीत करने की तकनीक को संदर्भित करता है। कैपेसिटिव ऊर्जा भंडारण का व्यापक रूप से इलेक्ट्रिक वाहनों, पवन और में उपयोग किया गया हैफोटोवोल्टिक ऊर्जा भंडारण, पावर सिस्टम ऊर्जा गुणवत्ता विनियमन, पल्स पावर स्रोत, और अधिक।

विभिन्न ऊर्जा भंडारण तंत्रों के आधार पर, कैपेसिटिव ऊर्जा भंडारण को निम्नलिखित दो प्रकारों में विभाजित किया जा सकता है:

1. विद्युत डबल-लेयर धारिता:विद्युत डबल-लेयर कैपेसिटेंस इलेक्ट्रोड/सॉल्यूशन इंटरफेस पर इलेक्ट्रॉनों या आयनों की दिशात्मक व्यवस्था के माध्यम से प्राप्त किया जाता है, जिसके परिणामस्वरूप आवेशों का टकराव होता है। इलेक्ट्रोड/सॉल्यूशन सिस्टम के लिए, इलेक्ट्रॉन-संवाहक इलेक्ट्रोड और आयन-संवाहक इलेक्ट्रोलाइट सॉल्यूशन के बीच इंटरफेस पर एक डबल लेयर बनाई जाती है। जब दो इलेक्ट्रोड पर एक विद्युत क्षेत्र लगाया जाता है, तो घोल में मौजूद आयन और धनायन क्रमशः सकारात्मक और नकारात्मक इलेक्ट्रोड की ओर पलायन करते हैं, जिससे इलेक्ट्रोड की सतह पर एक दोहरी परत बन जाती है; विद्युत क्षेत्र को हटाने के बाद, इलेक्ट्रोड पर मौजूद सकारात्मक और नकारात्मक आवेश, घोल में मौजूद आयनों के विपरीत आवेशों द्वारा आकर्षित होते हैं, जिससे दोहरी परत स्थिर हो जाती है और सकारात्मक और नकारात्मक ध्रुवों के बीच अपेक्षाकृत स्थिर संभावित अंतर पैदा होता है।

2. छद्म धारिता:यह इलेक्ट्रोड सतह पर और सतह के पास या द्वि-आयामी या अर्ध-द्वि-आयामी अंतरिक्ष के थोक चरण में होता है, जहाँ इलेक्ट्रोएक्टिव पदार्थ अंडरपोटेंशियल डिपोजिशन, अत्यधिक प्रतिवर्ती रासायनिक अधिशोषण-विशोषण और रेडॉक्स प्रतिक्रियाओं से गुजरते हैं, जिसके परिणामस्वरूप इलेक्ट्रोड चार्जिंग क्षमता से संबंधित कैपेसिटेंस होता है। छद्म कैपेसिटेंस के लिए, चार्ज को संग्रहीत करने की प्रक्रिया में न केवल दोहरी परत पर भंडारण शामिल है, बल्कि इलेक्ट्रोलाइट आयनों और सक्रिय इलेक्ट्रोड सामग्रियों के बीच रेडॉक्स प्रतिक्रियाएं भी शामिल हैं।

कैपेसिटिव ऊर्जा भंडारण का मुख्य रूप सुपरकैपेसिटर ऊर्जा भंडारण है। सुपरकैपेसिटर ऊर्जा भंडारण उपकरण में मुख्य रूप से एक सुपरकैपेसिटर सरणी, एक द्विदिशात्मक डीसी/डीसी कनवर्टर और संबंधित नियंत्रण सर्किट होते हैं। मुख्य तकनीक सुपरकैपेसिटर सरणी के भीतर वोल्टेज संतुलन टोपोलॉजी और नियंत्रण रणनीति, साथ ही द्विदिशात्मक डीसी/डीसी कनवर्टर की टोपोलॉजी और नियंत्रण रणनीति में निहित है।

सुपरकैपेसिटर एक नए प्रकार का विद्युत रासायनिक ऊर्जा भंडारण उपकरण है जो पारंपरिक कैपेसिटर और बैटरियों के बीच स्थित है। पारंपरिक कैपेसिटर की तुलना में, उनमें ऊर्जा घनत्व अधिक होता है, जिसमें स्थैतिक धारिता हजारों से दसियों हज़ार फैराड तक पहुँचती है; बैटरियों की तुलना में, उनमें उच्च शक्ति घनत्व और अत्यंत लंबा चक्र जीवन होता है, इस प्रकार पारंपरिक कैपेसिटर और बैटरियों दोनों के लाभों को मिलाकर, उन्हें व्यापक अनुप्रयोग संभावनाओं वाला एक रासायनिक ऊर्जा स्रोत बनाया जाता है।

सुपरकैपेसिटर मुख्य रूप से इलेक्ट्रोड/इलेक्ट्रोलाइट इंटरफ़ेस चार्ज पृथक्करण पर गठित डबल लेयर द्वारा प्राप्त चार्ज और ऊर्जा भंडारण का उपयोग करते हैं या इलेक्ट्रोड सतह पर और इलेक्ट्रोड के अंदर तेज़ रेडॉक्स प्रतिक्रियाओं द्वारा फैराडिक "स्यूडोकैपेसिटेंस" उत्पन्न करते हैं। इसलिए, सुपरकैपेसिटर में तेज़ चार्जिंग गति, अच्छा उच्च-वर्तमान डिस्चार्ज प्रदर्शन, बहुत लंबा चक्र जीवन और एक विस्तृत ऑपरेटिंग तापमान सीमा जैसी विशेषताएं होती हैं। सुपरकैपेसिटर ऊर्जा भंडारण उपकरण में मुख्य रूप से एक सुपरकैपेसिटर सरणी, एक द्विदिश डीसी/डीसी कनवर्टर और संबंधित नियंत्रण सर्किट होते हैं।

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