Конденсатор-терминатор спасет электронику от перегрева — работает при 250°C и запасает энергии в 4 раза больше
NewsMakerЧто получится, если скрестить два несовместимых пластика?
Конденсатор - это устройство, которое не сохраняет энергию «на потом», как аккумулятор, а умеет очень быстро её принимать и так же быстро отдавать. Поэтому его ставят там, где нужны короткие мощные импульсы и где важно, чтобы напряжение не проседало. Вспышка фотоаппарата, дефибриллятор, силовая электроника в электромобилях, блоки питания в дата-центрах, бортовые системы в авиации и космосе - везде встречаются конденсаторы.
У полимерных конденсаторов есть сильная сторона: они быстрые. Но есть и слабая: жара. Большинство таких изделий начинает заметно деградировать уже примерно после 100°C, то есть после 212°F. В горячих зонах электромобиля, рядом с силовыми модулями , в плотной серверной стойке или в авиационной аппаратуре это превращается в жёсткое ограничение. Приходится либо уводить конденсатор подальше от горячих узлов, либо строить охлаждение, либо ставить менее удобные решения.
Команда из Penn State описала вариант полимерного конденсатора, который выдерживает значительно более высокие температуры и при этом запасает заметно больше энергии, чем обычные конструкции. По их данным, новый материал даёт примерно четырёхкратный прирост по запасаемой энергии по сравнению с типовыми полимерными решениями и работает при температурах до 482°F, это около 250°C. Нижняя граница указывается как минус 148°F, то есть примерно минус 100°C. Идея в том, что материал сохраняет характеристики в очень широком диапазоне, от сильного холода до экстремальной жары.
Важно понимать, что именно они улучшили. В конденсаторе ключевую роль играет диэлектрик, тонкий слой материала между электродами. От его свойств зависит, сколько энергии можно «впихнуть» в единицу объёма и как сильно конденсатор будет течь током при высоких температурах. У разработчиков получился диэлектрик с диэлектрической проницаемостью 13,5. Для сравнения, у каждого из двух исходных материалов этот показатель был меньше четырёх. Чем выше диэлектрическая проницаемость, тем больше ёмкость можно получить при тех же размерах и тем выше потенциальная плотность энергии в устройстве.
Конденсатор - это устройство, которое не сохраняет энергию «на потом», как аккумулятор, а умеет очень быстро её принимать и так же быстро отдавать. Поэтому его ставят там, где нужны короткие мощные импульсы и где важно, чтобы напряжение не проседало. Вспышка фотоаппарата, дефибриллятор, силовая электроника в электромобилях, блоки питания в дата-центрах, бортовые системы в авиации и космосе - везде встречаются конденсаторы.
У полимерных конденсаторов есть сильная сторона: они быстрые. Но есть и слабая: жара. Большинство таких изделий начинает заметно деградировать уже примерно после 100°C, то есть после 212°F. В горячих зонах электромобиля, рядом с силовыми модулями , в плотной серверной стойке или в авиационной аппаратуре это превращается в жёсткое ограничение. Приходится либо уводить конденсатор подальше от горячих узлов, либо строить охлаждение, либо ставить менее удобные решения.
Команда из Penn State описала вариант полимерного конденсатора, который выдерживает значительно более высокие температуры и при этом запасает заметно больше энергии, чем обычные конструкции. По их данным, новый материал даёт примерно четырёхкратный прирост по запасаемой энергии по сравнению с типовыми полимерными решениями и работает при температурах до 482°F, это около 250°C. Нижняя граница указывается как минус 148°F, то есть примерно минус 100°C. Идея в том, что материал сохраняет характеристики в очень широком диапазоне, от сильного холода до экстремальной жары.
Важно понимать, что именно они улучшили. В конденсаторе ключевую роль играет диэлектрик, тонкий слой материала между электродами. От его свойств зависит, сколько энергии можно «впихнуть» в единицу объёма и как сильно конденсатор будет течь током при высоких температурах. У разработчиков получился диэлектрик с диэлектрической проницаемостью 13,5. Для сравнения, у каждого из двух исходных материалов этот показатель был меньше четырёх. Чем выше диэлектрическая проницаемость, тем больше ёмкость можно получить при тех же размерах и тем выше потенциальная плотность энергии в устройстве.