Kondensatory i superkondensatory przechowują energię elektryczną w postaci nośników ładunku dodatniego i ujemnego. Baterie przechowują energię elektryczną poprzez przekształcenie jej w chemiczną energię potencjalną.
CO TO JEST BATERIA?
Baterie wykorzystują różne reakcje chemiczne do przechowywania energii elektrycznej. Baterie są zaprojektowane w taki sposób, że elektrony oddawane przez substancję podczas reakcji chemicznej wytwarzają prąd przepływający przez obwód zewnętrzny, uwalniając zgromadzoną energię elektrochemiczną.
Gdy bateria jest podłączona, prąd elektryczny płynie od dodatnio naładowanej katody do ujemnie naładowanej anody. Anoda i katoda są umieszczone w elektrolicie zawierającym wiele wolnych cząstek elektrycznych (jonów), które przenoszą ładunek elektryczny.
W większej baterii więcej jonów może zostać uwolnionych z utrzymujących je wiązań chemicznych i przeniesionych między anodą a katodą.
BATERIE JEDNORAZOWE I ŁADOWALNE
Jednorazowe baterie są wykonane z materiałów, które wytwarzają potencjał chemiczny między katodą a anodą. Podczas użytkowania baterii zachodzą reakcje chemiczne, które zmniejszają potencjał chemiczny. Wyrzucając zużytą baterię, zanieczyszczasz środowisko.
CO TO JEST BATERIA?
Baterie wykorzystują różne reakcje chemiczne do przechowywania energii elektrycznej. Baterie są zaprojektowane w taki sposób, że elektrony oddawane przez substancję podczas reakcji chemicznej wytwarzają prąd przepływający przez obwód zewnętrzny, uwalniając zgromadzoną energię elektrochemiczną.
Gdy bateria jest podłączona, prąd elektryczny płynie od dodatnio naładowanej katody do ujemnie naładowanej anody. Anoda i katoda są umieszczone w elektrolicie zawierającym wiele wolnych cząstek elektrycznych (jonów), które przenoszą ładunek elektryczny.
W większej baterii więcej jonów może zostać uwolnionych z utrzymujących je wiązań chemicznych i przeniesionych między anodą a katodą.
BATERIE JEDNORAZOWE I ŁADOWALNE
Jednorazowe baterie są wykonane z materiałów, które wytwarzają potencjał chemiczny między katodą a anodą. Podczas użytkowania baterii zachodzą reakcje chemiczne, które zmniejszają potencjał chemiczny. Wyrzucając zużytą baterię, zanieczyszczasz środowisko.
Baterie lub akumulatory można wielokrotnie ładować, ponieważ zachodzące w nich reakcje chemiczne można odwrócić (przywrócić do pierwotnego stanu), za pomocą zewnętrznego źródła zasilania.
CO TO JEST KONDENSATOR? Kondensator przechowuje ładunki elektryczne o przeciwnych znakach w metalowych elektrodach oddzielonych nieprzewodzącym elektrycznie materiałem zwanym dielektrykiem. Nagromadzenie ładunku na elektrodach następuje pod wpływem pola elektrycznego wytworzonego w dielektryku, a podczas wyładowania nagromadzony ładunek spływa w postaci prądu elektrycznego.
W kondensatorze nie zachodzą żadne reakcje chemiczne. Kondensator o większej pojemności elektrycznej może przechowywać więcej ładunku elektrycznego lub utrzymywać silniejsze pole elektryczne w dielektryku.
CO TO JEST SUPERKONDENSATOR?
Jest to ulepszona struktura kondensatora, podobna do baterii. W nim elektrolit jest oddzielany przez nieprzewodzący prąd elektryczny materiał zwany separatorem. Przeciwny znak separatora oddziela ładunki dwukrotnie, dzięki czemu superkondensator może przechowywać znacznie większy ładunek elektryczny niż kondensator.
WCZORAJ
– Jednorazowe baterie alkaliczne stosowane są w zegarkach i innych urządzeniach przenośnych.
– Baterie kwasowo-ołowiowe – pierwsze
baterie – są nadal używane do uruchamiania samochodów, dzięki dużemu natężeniu prądu i stosunkowo niskim kosztom.
– Baterie niklowo-kadmowe (NiCD) i niklowo-metalowo-wodorkowe (NiMH) były stosowane we wczesnych telefonach komórkowych.
– Kondensatory we wczesnych komputerach służyły do przechowywania pamięci tymczasowej.
DZISIAJ
– W miarę wzrostu pojemności baterie litowe są coraz częściej stosowane w urządzeniach przenośnych i mobilnych (telefony, pompy-roboty, narzędzia pracy zasilane bateryjnie).
– Superkondensatory są stosowane wraz z bateriami litowymi w coraz popularniejszych pojazdach elektrycznych (samochody elektryczne, skutery, drony).
– Kondensatory są szeroko stosowane w elektronice do wygładzania nieregularności w prądach elektrycznych oraz do generowania i manipulowania sygnałami elektrycznymi.
– Systemy kondensatorów o ultrawysokiej pojemności przechowują ładunek elektryczny dla źródeł o wysokich impulsach stosowanych w laserach, badaniach nad fuzją termojądrową i akceleratorach cząstek (CERN).
JUTRO
– Elastyczne baterie do przenośnych urządzeń elektronicznych.
– Baterie o ultrawysokiej pojemności i systemy superkondensatorów będą wykorzystywane do przechowywania nadwyżek energii odnawialnej w domu i w sieci, stabilizując system elektroenergetyczny.
– Superkondensatory będą mogły zastąpić baterie w urządzeniach mobilnych i pojazdach hybrydowych.
WYZWANIE:
– Ładuj baterie autobusowe i superkondensatory, pedałując na stacjach ładowania.
– Zwróć uwagę na prędkość, z jaką są ładowane.
– Przy odpowiednio naładowanych superkondensatorach lub bateriach można utrzymać autobus w ruchu.
– Zwróć uwagę, jak daleko jedzie naładowany autobus.
– Spróbuj wyprzedzić swojego przyjaciela.
– Za pokonanie trasy otrzymasz Quantum energii.
! W przypadku utraty zasilania przez autobus wezwij pomoc drogową.
ZALETY I WADY W SFERY TRANSPORTU
KONDENSATORY:
– Można go ładować i rozładowywać miliony razy – bez zmniejszenia pojemności.
– Wysoka prędkość ładowania i rozładowywania elektrycznego.
– Stosunkowo mała pojemność.
BATERIE:
– Może być ładowany i rozładowywany przez ograniczoną liczbę cykli – pojemność maleje.
– Nie tak szybka prędkość ładowania i rozładowania.
– Stosunkowo duża pojemność.