INTEGRANTES DEL PROYECTO U17205404 JOEL FERRER CHÁVEZ U18210706 DANTE ELÍAS FABIÁN PITTMAN U18206052 LESMES LEANDRO CUBA RAVICHAGUA U18206661 FABIO DEL PIERO HUAMÁN AUQUI U18200333 CARLOS CHOCANO SUNCIÓN RESUMEN DEL PROYECTO En este proyecto se presenta un diseño experimental de bajo costo, para poder aprender y entender los parámetros energéticos de los supercondensadores. Con este experimento se puede llegar a la conclusión de que los supercondensadores son una fuente de energía renovable, además de que, así mismo los condensadores pueden resultar ser una gran alternativa para mejorar este complicado panorama energético. De esta manera se busca el impacto positivo del experimento en relación con el medio ambiente, se sabe que esto no es suficiente para reducir la contaminación ambiental y las emisiones de gases del efecto invernadero en su totalidad. Por eso se estima que una forma de reducir los índices de contaminación se relacionaría con los condensadores energéticos. El funcionamiento que nos brinda los supercondensadores energéticos tiene como función la carga y descarga de cualquier batería, además de que sirve como almacenador de energía. Para obtener mejores resultados se tiene que realizar desde un método analítico y a la vez experimental para así poder tener datos con mayor certeza. Para la integración de este sistema que almacena energía es necesario poder saber su funcionamiento y tener dispositivos que ayuden a simular el comportamiento real de estos dispositivos energéticos. INTRODUCCIÓN DEL PROYECTO En los últimos años, se ha incrementado un desarrollo significativo de los sistemas de almacenamiento de energía con supercondensadores, estos capaces de almacenar energía. La necesidad de buscar alternativas energéticas que permitan disminuir la dependencia de los combustibles fósiles, ha propiciado la investigación y desarrollo de fuentes alternativas de energía que permitan una transición hacia sistemas energéticos limpios sin la amenaza del agotamiento de las reservas de combustible y libres de emisiones de gases de efecto invernadero. Como resultado de estas investigaciones se han desarrollado en los últimos años sistemas de energía limpia a partir del uso de fuentes renovables de energía tales como el sol o el viento, entre otras. Además, los recientes avances en el desarrollo de vehículos eléctricos muestran un claro propósito de reducir la dependencia de los combustibles fósiles. Sin embargo, estos desarrollos no son suficientes para disminuir o erradicar la dependencia energética de estos combustibles. INTRODUCCIÓN DEL PROYECTO El objetivo de este proyecto es aprender y comprender los parámetros energéticos de los supercondensadores, además este experimento se caracteriza por su versatilidad, a la hora de plantear las diferentes situaciones al momento de utilizarse. Los ensayos realizados se han llevado acabo con la demostración de cómo se obtendría energía mediante los supercondensadores comerciales. Demostrando estos resultados experimentales, que este diseño sirva para comprender y aprender el comportamiento energético de los supercondensadores, y a su vez la obtención de los parámetros. Los modelos propuestos como resultado de la investigación permiten simular el comportamiento dinámico de los elementos probados en la simulación del experimento. MARCO TEÓRICO Esta clasificación se refiere a cómo se almacena la carga en el dispositivo. En el caso de los condensadores electroquímicos de doble capa el proceso es no faradaico, es decir, el almacenamiento de energía corresponde únicamente a un proceso electrostático y no se producen reacciones químicas entre los electrodos y el electrolito. En los pseudocondendadores el almacenamiento de energía se produce por transferencia de carga entre los electrodos y el electrolito producida por reacciones de oxidación-reducción (proceso faradaico). En los condensadores híbridos el almacenamiento de energía se produce por la combinación de procesos electrostáticos y faradaicos. TIPOS DE SUPERCONDENSADORES Condensadores de doble capa Los condensadores electroquímicos de doble capa (EDLCs) están formados por dos electrodos y un electrolito. La capacidad del dispositivo depende principalmente de la capacidad especifica (F/g) del material del electrodo, pero la tensión máxima de la celda y la resistencia dependen del electrolito (Burke, 2007). Por lo tanto, los EDLC pueden ser caracterizados según el tipo de electrolito y el tipo de material utilizado en el electrodo. Cuando el EDLC está descargado el electrolito facilita la formación tanto de aniones como de cationes en el interior del elemento. Una vez se aplica una tensión al dispositivo, los cationes son atraídos hacia el electrodo negativo y los aniones hacia el electrodo positivo, formando una capacitancia de doble capa entre los aniones y las partículas con carga positiva del electrodo positivo y entre los cationes y las partículas con carga negativa del electrodo negativo. Para minimizar los costes de fabricación, aprovechar al máximo las propiedades de los elementos y optimizar el tamaño de los EDLCs, se utiliza comúnmente un sistema de embalaje cilíndrico o prismático. TIPOS DE SUPERCONDENSADORES Condensadores híbridos: En los condensadores híbridos se realiza el almacenamiento de energía combinando las características de los EDLCs y los pseudocondensadores (Burke, 2007). Esta combinación puede ser en electrodos compuestos o por medio de electrodos fabricados de diferentes materiales (asimétricos). Las pruebas realizadas con electrodos compuestos formados por nanotubos de carbono combinado con polímeros conductores muestran que la capacidad efectiva y la inestabilidad son mejores comparadas con los resultados de electrodos simples. En el caso de condensadores asimétricos, se han realizado pruebas experimentales utilizando un electrodo fabricado con materiales de carbono y el otro de óxido metálico (Burke, 2007). Los resultados de estas pruebas muestran que la densidad de energía utilizando electrodos asimétricos es más alta que en caso de electrodos basados en carbono, pero la densidad de potencia es un poco menor. Lo más significativo es el aumento de la vida útil del dispositivo. PARÁMETROS DE LOS SUPERCONDENSADORES Capacidad (C): Determina la cantidad de energía que puede almacenar el elemento. Está definida como la relación de la carga (Q) sobre la tensión del elemento (V), tal como se presenta en la ecuación. 𝐶= 𝑄 𝑉 Tensión máxima: Es el valor máximo de tensión que puede alcanzar una celda. En el caso de electrolito orgánico está entre 2.5 V a 2.7 V. En el caso de electrolito acuoso el valor máximo de tensión es 1.2 V. REFERENCIAS • HTTPS://ACCEDACRIS.ULPGC.ES/BITSTREAM/10553/20458/1/0730076_00000_0002.PDF • HTTPS://CORE.AC.UK/DOWNLOAD/PDF/29406027.PDF
