سپر کیپیسیٹرز - ڈیوائس، عملی استعمال، فوائد اور نقصانات

ایک supercapacitor کیا ہے

Supercapacitors یا supercapacitors عام الیکٹرولائٹک capacitors سے مشابہت رکھتے ہیں، حالانکہ وہ بہت زیادہ برقی صلاحیت (انتہائی بڑے capacitors) میں مؤخر الذکر سے مختلف ہیں۔ اس کی خصوصیات کے لحاظ سے، ایک ionistor ایک بیٹری اور capacitor کے درمیان ایک کراس ہے۔ اس کے آلے کو برقی ڈبل پرت کے ساتھ ایک کپیسیٹر کے طور پر بیان کیا جا سکتا ہے، یہ کچھ بھی نہیں ہے کہ سپر کیپیسیٹرز کو انگریزی وسائل میں EDLC — الیکٹرک ڈبل لیئر کپیسیٹر کہا جاتا ہے۔

اس طرح کا کپیسیٹر اس میں ہونے والے الیکٹرو کیمیکل عمل کی بدولت کام کرتا ہے، نہ کہ صرف پلیٹوں کے درمیان ڈائی الیکٹرک میں ذخیرہ شدہ برقی فیلڈ کی وجہ سے، جیسا کہ روایتی کپیسیٹر میں ہوتا ہے۔ پلیٹوں کے درمیان کوئی کلاسیکی ڈائی الیکٹرک پرت نہیں ہے، اور پلیٹیں خود ان مادوں سے بنی ہیں جو مخالف قسم کے چارج کیریئرز میں مختلف ہیں۔

اس حد تک کہ capacitor کی capacitance اس کی پلیٹوں کے رقبے سے براہ راست متناسب ہے؛ ایک بڑی صلاحیت حاصل کرنے کے لئے، پلیٹوں کا ایک وسیع علاقہ ہونا ضروری ہے. یہی وجہ ہے کہ سپر کیپیسیٹر کے الیکٹروڈز عام طور پر جھاگ والے کاربن سے بنے ہوتے ہیں، جو "پلیٹوں" کا ایک بہت ہی اہم رقبہ فراہم کرتا ہے۔

الیکٹروڈ ایک جداکار کے ذریعہ الگ ہوتے ہیں اور ٹھوس تیزاب یا الکلین الیکٹرولائٹ میں ہوتے ہیں۔ الگ کرنے والا الیکٹروڈ کے درمیان شارٹ سرکٹ کو ختم کرتا ہے۔ روبیڈیم، سلور اور آئوڈین کا کرسٹل الیکٹرولائٹ کم درجہ حرارت کے خلاف مزاحم اعلیٰ صلاحیت والے، کم خود خارج ہونے والے آئنسٹرس بنانا ممکن بناتا ہے۔

کم اندرونی مزاحمت والے سوپر کیپسیٹرز حاصل کیے جاتے ہیں، مثال کے طور پر، سلفیورک ایسڈ محلول کی بنیاد پر، لیکن ایسے سپر کیپیسیٹرز کا آپریٹنگ وولٹیج 1 وولٹ تک محدود ہوتا ہے، اس کے علاوہ، ایسے محلول زہریلے ہوتے ہیں، اس لیے وہ شاذ و نادر ہی استعمال ہوتے ہیں۔

سپر کیپیسیٹر میں الیکٹرو کیمیکل رد عمل کی وجہ سے کچھ الیکٹران الیکٹروڈز کو چھوڑ دیتے ہیں، جو الیکٹروڈ کو مثبت طور پر چارج کرتے ہیں۔ منفی آئنوں کو الیکٹرولائٹ کے ذریعہ مثبت چارج شدہ الیکٹروڈ کی طرف راغب کیا جاتا ہے۔ یہ ایک برقی پرت بناتا ہے۔

نتیجے کے طور پر، سپر کیپیسیٹر کا چارج کاربن اور الیکٹرولائٹ کے درمیان انٹرفیس پر ذخیرہ کیا جاتا ہے، اور کیشنز اور اینینز کے ذریعے بننے والی برقی تہہ کی موٹائی صرف 1-5 nm ہے، جو کیپسیٹر پلیٹوں کے درمیان بہت کم فاصلے کے برابر ہے۔ . اس کے نتیجے میں فراڈز میں ماپا جانے والی اہم گنجائش ہوتی ہے۔ سپر کیپیسیٹر قطبی ہے، لہذا، جب سرکٹ سے منسلک ہوتا ہے، تو صحیح قطبیت کا مشاہدہ کرنا ضروری ہے۔

سپر کیپیسیٹرز کا اطلاق

آج، سپر کیپسیٹرز اکثر ڈیجیٹل ٹیکنالوجی میں مائیکرو کنٹرولرز، میموری سرکٹس، CMOS چپس، الیکٹرانک گھڑیوں اور مزید کے لیے بیک اپ پاور سپلائی کے طور پر پائے جاتے ہیں۔

جب بیٹریوں کے ساتھ مل کر استعمال کیا جاتا ہے تو، سپر کیپسیٹرز کارکردگی کو بڑھا سکتے ہیں اور بیٹریوں کے وزن اور سائز میں کمی کو قابل بنا سکتے ہیں، چوٹی کے بوجھ کے دوران اضافی طاقت فراہم کرتے ہیں۔

کیپسیٹرز اور بیٹریوں کے درمیان درمیانی پوزیشن میں ہونے کی وجہ سے، سپر کیپسیٹرز مختلف شعبوں میں لاگو ہوتے ہیں: دوبارہ پیدا کرنے والے بریک سسٹم میں توانائی کا ذخیرہ، کم پاور ایپلی کیشنز اور تیز چارجنگ ایپلی کیشنز (بجلی، پلیئر، میموری، وغیرہ)۔

مستقبل میں پورٹیبل الیکٹرانک آلات، الیکٹرک کاریں اور آج بیٹریوں پر چلنے والی کوئی بھی چیز شامل ہونے کا امکان ہے، اس فائدہ کے ساتھ کہ انہیں منٹوں میں چارج کیا جا سکتا ہے۔ جب قلیل مدتی بجلی کی کھپت کے حالات میں چارج ڈسچارج سائیکلوں کی ایک بڑی تعداد کی ضرورت ہوتی ہے تو سپر کیپسیٹرز بھی ناگزیر ہوتے ہیں۔

ہم آج سپر کیپیسیٹرز کے کامیاب استعمال کے کچھ شعبوں کی فہرست دیتے ہیں:

• ہوا کی توانائی،
• طبی سامان،
• بے کار بجلی کی فراہمی،
• توانائی کے ذخائر،
• بریک توانائی کی تخلیق نو،
• صارفین کے الیکٹرانکس اور باورچی خانے کے آلات کے لیے کھانا،
• ایل ای ڈی اور سینسرز کو طاقت دینا،
• بیک اپ میموری،
• الیکٹرانک تالے کی بجلی کی فراہمی کو برقرار رکھنا،
• وولٹیج استحکام.

فائدے اور نقصانات

سپر کیپسیٹرز کے نقصانات میں کم آپریٹنگ وولٹیج (2.7 وولٹ فی سیل تک، جس کی وجہ سے بیٹریوں میں سپر کیپسیٹرز جمع کرنے کی ضرورت ہوتی ہے) اور بیٹریوں اور کیپسیٹرز کے مقابلے میں کافی زیادہ قیمت شامل ہے۔

سپر کیپسیٹرز کی مثبت خصوصیات: چارجنگ اور ڈسچارج کی رفتار، لاکھوں سائیکلوں کا وسیلہ، دیکھ بھال سے پاک، چھوٹا سائز اور وزن، استعمال میں آسانی، آپریٹنگ درجہ حرارت کی وسیع رینج، طویل سروس لائف۔

بھی دیکھو: بیٹریاں اور capacitors کے درمیان کیا فرق ہے؟