சூப்பர் கெபாசிட்டர்கள் 1950களிலிருந்தே பயன்பாட்டில் இருக்கின்றன. ஆனால், அதன் திறனும், பயன்பாடும் சமீபத்திய ஆண்டுகளில் பரவலாக அதிகரித்துவருகிறது. இது பேட்டரியைப் போலவே ஆற்றலைச் சேமிக்கும் என்றாலும், அதன் அடிப்படைக் கோட்பாடு முற்றிலும் மாறுபட்டது.
கெபாசிட்டர் என்றால் என்ன? - சூப்பர் கெபாசிட்டர்களின் சிறப்பு என்ன என்பதை நாம் புரிந்துகொள்வதற்கு, சாதாரண கெபாசிட்டர்களின் செயல்பாடுகள் என்ன என்பதை நாம் தெரிந்திருக்க வேண்டும். நீங்கள் எப்போதாவது ஒரு கணினியின் மதர்போர்டையோ டிவியின் சர்க்யூட் போர்டையோ பார்த்திருந்தால், அதில் கெபாசிட்டரைப் பார்த்திருக்கும் சாத்தியம் உண்டு. பொதுவாக, கெபாசிட்டர் மின்சாரத்தை நிலைமின்மாற்றலாகச் சேமிக்கும். உதாரணத்துக்கு, நீங்கள் சாக்ஸ் மட்டும் அணிந்து ஒரு கம்பளத்தின் மீது நடக்கும்போது, அது நிலைமின்னாற்றலை உருவாக்கும். நீங்கள் அங்கே இருக்கும் கதவின் கைப்பிடியைத் தொடும்போது மட்டுமே, அந்த மின்சாரம் வெளியேறும். இந்த நிகழ்வில் நீங்கள் கெபாசிட்டராகச் செயல்பட்டீர்கள்.
ஒரு பொதுவான கெபாசிட்டரினுள், காப்படுக்கு (இன்சுலேட்டிங்) பொருளால் பிரிக்கப்பட்ட இரண்டு கடத்திகள் இருக்கும். ஒரு கடத்தியில் நேர்மறை மின்னூட்டமும், மறுபுறம் எதிர்மறை மின்னூட்டமும் குவியும். அதுவே இரண்டு கடத்திகளுக்கு இடையில் ஒரு மின்னியல் புலத்தை உருவாக்கும்.
இன்று கெபாசிட்டரை வடிவமைக்க பல்வேறு வழிகள் உள்ளன. இருப்பினும், அவை அனைத்திலும் இரண்டு கடத்திகள், காப்படுக்கு ஆகியவை அங்கமாக இருக்கின்றன. காப்படுக்கு என்பது காற்றாகவோ, பீங்கானாகவோ, ஞெகிழியாகவோ இருக்கலாம். எதுவாக இருந்தாலும், அது மின்சாரத்தைக் கடத்தா இயல்பைக் கொண்டதாகவே இருக்கும்.
மின்னணுவியலில் கெபாசிட்டர்கள் பல பயன்பாடுகளைக் கொண்டுள்ளன. கணினிகள் உள்ளிட்ட டிஜிட்டல் சாதனங்களில், ஒரு கணநேர மின் ஆற்றல் இழப்பு ஏற்பட்டால்கூட, அவற்றில் சேமிக்கப்பட்டு இருக்கும் தகவல் இழக்கப்படாமல் இருப்பதை இந்த கெபாசிட்டர்களே உறுதிசெய்கின்றன. எளிதில் பாதிப்புக்கு உள்ளாகும் இயல்புகொண்ட எலக்ட்ரானிக் கருவிகளைச் சேதப்படுத்தும் மின் அலை எழுச்சியை இந்த கெபாசிட்டர்களே தடுத்து நிறுத்துகின்றன.
கெபாசிட்டரும் பேட்டரியும் எவ்வாறு வேறுபடுகின்றன?
கெபாசிட்டரும் பேட்டரியும் மின்னாற்றலைச் சேமித்து, நமக்குத் தேவைப்படும் நேரத்தில் அதை வெளியேற்றும். இவை இரண்டின் பெரிய வித்தியாசம் என்னவென்றால், கெபாசிட்டர் மின்சாரத்தை நிலைமின்னாற்றலாகச் சேமிக்கும்; பேட்டரியோ அதை வேதியியல் எதிர்வினையாகச் சேமித்துப் பின்னர் அதை மின்னாற்றலாக வெளியேற்றும்.
பேட்டரியின் உள்ளே இரண்டு ஆனோடு, கேத்தோடு எனும் இரண்டு முனையங்களும், அவற்றுக்கு இடையே எலக்ட்ரோலைட் எனும் மின்னாற் பகுபொருளும் இருக்கும். எலக்ட்ரோலைட் என்பது அயனிகளைக் கொண்ட ஒரு பொருள் (பொதுவாக ஒரு திரவம்). அயனிகள் என்பது மின்னூட்ட அணுக்கள் அல்லது மூலக்கூறுகள்.
எலக்ட்ரோலைட்டுக்குள் ஒரு பிரிப்பான் இருக்கும். பேட்டரியை சார்ஜ் செய்யும்போது, அயனிகள் பிரிப்பானின் ஒரு பக்கத்திலிருந்து மற்றொரு பக்கத்துக்கு நகரும். பேட்டரியை டிஸ்சார்ஜ் செய்யும்போது, அயனிகளின் நகர்வு எதிர்மாறாக இருக்கும். அயனிகளின் இந்த இயக்கமே, மின்சாரத்தை வேதியியல் முறையில் சேமிக்கிறது அல்லது சேமித்த ரசாயன ஆற்றலை மீண்டும் மின்னோட்டமாக மாற்றுகிறது.
கெபாசிட்டர், சூப்பர் கேபாசிட்டர் இடையிலான வேறுபாடுகள்
சூப்பர் கெபாசிட்டர், அல்ட்ரா கெபாசிட்டர் அல்லது இரட்டை அடுக்கு கெபாசிட்டர் என்றும் அழைக்கப்படுகிறது. சூப்பர் கெபாசிட்டர்களுக்கும் வழக்கமான கெபாசிட்டர்களுக்கும் உள்ள முக்கிய வேறுபாடு கொள்ளளவு. அதாவது வழக்கமான கெபாசிட்டர்களைவிட சூப்பர் கெபாசிட்டர்களால் அதிக அளவில் மின்னாற்றலைச் சேமிக்க முடியும்.
முக்கியமாக, சூப்பர் கெபாசிட்டர்கள் எலக்ட்ரோலைட்டைக் கொண்டுள்ளன. சாதாரண கெபாசிட்டரில் எலக்ட்ரோலைட்டு இருக்காது. அதாவது, சூப்பர் கெபாசிட்டர்கள் மின்சாரத்தை நிலைமின்னாற்றலாகவும், வேதியியல் எதிர்வினையாகவும் சேமிக்கும். இதன் செயல்பாடுகள், சாதாரண கெபாசிட்டர்களின் அனைத்துப் பண்புகளையும் உள்ளடக்கியதாக இருக்கின்றன என்றாலும், இதன் மின்னாற்றல் சேமிப்பும், மின்விநியோகமும், சாதாரண கெபாசிட்டர்களைவிடப் பன்மடங்கு அதிகமாக இருக்கும்.
சாதகங்கள்
பேட்டரிகளைவிட சூப்பர் கெபாசிட்டர்களை மிக விரைவாக சார்ஜ் செய்ய முடியும். சூப்பர் கெபாசிட்டர்கள் பேட்டரிகளைவிட நீண்ட நாள் உழைக்கும். ஸ்மார்ட் போன்கள், மடிக்கணினிகள், எலக்ட்ரிக் கார் போன்றவற்றில் பயன்படுத்தப்படும் பேட்டரிகளின் செயல்திறன் சில நூறு சார்ஜ் சுழற்சிகளுக்குப் பிறகு குறையத் தொடங்கும். ஆனால், சூப்பர் கெபாசிட்டர்களைப் பொறுத்தவரை, அதைப் பல லட்சம் முறை சார்ஜ் செய்தாலும், அவற்றின் செயல்திறன் குறையாது,
அதாவது, ஒரு 12V பேட்டரியால், சில ஆண்டுகளுக்குப் பின்னர் 11.4V மட்டுமே வழங்க முடியும், ஆனால் ஒரு சூப்பர் கெபாசிட்டரால் எத்தனை ஆண்டுகளுக்குப் பின்னரும் எந்த இழப்புமின்றி அதே அளவு மின்சாரத்தை வழங்க முடியும்.
சூப்பர் கெபாசிட்டரின் பயன்பாடுகள்
நமக்குத் தெரியாமலேயே, சூப்பர் கெபாசிட்டர்களைக் கொண்ட பல பொருட்களை நாம் நீண்ட காலமாகப் பயன்படுத்திவருகிறோம். முதல் சூப்பர் கேபாசிட்டரை, 1950களில் ஹோவர்ட் பெக்கர் எனும் பொறியாளர் உருவாக்கினார். 1978 ஆம் ஆண்டில், NEC நிறுவனம்‘சூப்பர் கேபாசிட்டர்’என்கிற பெயரைப் பயன்பாட்டுக்குக் கொண்டுவந்தது; கணினியின் மெமரிக்கு மின்னாற்றல் வழங்குவதற்கும் அதைப் பயன்படுத்தத் தொடங்கியது.
இன்று நாம் பயன்படுத்தும் மடிக்கணினிகள், ஜிபிஎஸ் சாதனங்கள், மேஜை கணினிகள், ஒளிப்படக் கருவிகள் உள்ளிட்ட பல மின்னணு சாதனங்களில் அவை பயன்படுத்தப்படுகின்றன. கோல்மன் ஃப்ளாஷ்செல், சாம்சங் எஸ்-பென், ஆகியவற்றில் பேட்டரிக்குப் பதிலாக சூப்பர் கெபாசிட்டர் பயன்படுத்தப்படுகிறது.
சூப்பர் கெபாசிட்டர்களில் சேமிக்கப்படும் மின்சாரம், வழக்கமான பேட்டரியைவிட விரைவில் காலியாகும் என்றாலும், அதைச் சில விநாடிகளில் முழுவதுமாக சார்ஜ் ஏற்றிவிட முடியும். இன்றைய நவீன மின் வாகனங்களிலும் சூப்பர் கெபாசிட்டர் பெருமளவில் பயன்படுத்தப்படுகிறது. விரைவில் சார்ஜ் ஏறும் அதன் இயல்பின் காரணமாக, வருங்காலத்தில் இதன் பயன்பாடு மின் வாகனங்களில் மேலும் அதிகரிக்கக்கூடும்.
நாமே வெற்றியாளர்கள்
சூப்பர் கெபாசிட்டர்கள் குறித்த ஆராய்ச்சிகள், ஒரு நாள் நம்மிடையே சூப்பர் கெபாசிட்டர் பேட்டரிகள் இருக்கும் என்கிற நம்பிக்கையை ஏற்படுத்துகின்றன. அதாவது இவை, சூப்பர் கெபாசிட்டர்களின் நீண்ட ஆயுளையும், விரைவில் (சில விநாடிகளில்) சார்ஜ் ஏறும் திறனையும், பேட்டரிகளின் ஆற்றல் அடர்த்தி, நீண்ட செயல்பாடு நேரம் போன்ற இயல்புகளையும் கொண்டதாக இருக்கும். சூப்பர் கெபாசிட்டர்களுடன் போட்டியிடும் மற்ற தொழில்நுட்பங்கள் குறித்த ஆராய்சிகளும் இன்று முன்னெடுத்துச் செல்லப்படுகின்றன. வேகமாக சார்ஜ் செய்யும், நீடித்த, ஆற்றல் மிகுந்த தொழில்நுட்பத்துக்கான பந்தயத்தில், எது வெற்றி பெற்றாலும், நாம் அனைவரும் வெற்றியாளர்களாக இருப்போம்.
- தொடர்புக்கு: mohamed.hushain.hindutamil.co.in