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法拉電容的比能量究竟有多大?是否可以真的代替電池呢?目前,還沒有看到過關(guān)于法拉電容的能量密度極限方面的報(bào)道,也許是本人孤陋寡聞吧。為了弄明白這件事,作了一個(gè)計(jì)算,試圖了解法拉電容的能量極限。
目前介電常數(shù)最高的材料是一種陶瓷材料,相對(duì)介電常數(shù)30000,絕緣強(qiáng)度40KV/mm。
由于是尋找極限,因此先假設(shè)我們的工藝進(jìn)步了,能進(jìn)行納米加工,把介質(zhì)和金屬鋁箔做到一個(gè)分子的厚度(約1nm), 二者的密度相近,一公斤鋁箔可做可延展至300000平方米面積,敷起來作為電極,這樣的材料N層復(fù)合起來,有2N-1個(gè)相對(duì)面,簡便起見,我們按2倍計(jì)算,可知每層復(fù)合材料的靜電容為160000000法拉,但極限電壓只有40mV,為安全起見,額定工作電壓可取30mV,儲(chǔ)能多少呢?
0.5*160000000*0.03*0.03=72000(焦?fàn)枺?,?0WH/Kg.
10WH/公斤!這就是“納米工藝”下的法拉電容的比能量極限!!!