ES2763499A1 - THREE-DIMENSIONAL ELECTRIC CAPACITOR AND MANUFACTURING PROCEDURE (Machine-translation by Google Translate, not legally binding) - Google Patents
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Abstract
Description
DESCRIPCIÓNDESCRIPTION
CONDENSADOR ELECTRICO TRIDIMENSIONAL Y PROCEDIMIENTO DETHREE-DIMENSIONAL ELECTRIC CAPACITOR AND PROCEDURE FOR
FABRICACIONMANUFACTURING
OBJETO DE LA INVENCIONOBJECT OF THE INVENTION
La presente invención, según se expresa en el enunciado de esta memoria descriptiva, se refiere a un condensador eléctrico tridimensional y procedimiento de fabricación.The present invention, as expressed in the statement of this specification, refers to a three-dimensional electrical capacitor and manufacturing method.
Un condensador o capacitor eléctrico sirve para almacenar energía eléctrica. El condensador tradicional se compone de dos superficies conductoras de electricidad separadas por un material no conductor llamado dieléctrico.An electric capacitor or capacitor is used to store electrical energy. The traditional capacitor is made up of two electrically conductive surfaces separated by a non-conductive material called a dielectric.
En general se almacena energía eléctrica en pequeñas cantidades, tan es así que en los condensadores se emplean para medir las cantidades almacenadas de energía eléctrica, unidades pequeñas como el micro faradio, el nano-faradio o el picofaradio.In general, electrical energy is stored in small quantities, so much so that capacitors are used to measure the stored quantities of electrical energy, small units such as micro-farad, nano-farad or picofarad.
Para poder almacenar mucha energía tendríamos que hacer un condensador de enorme superficie y con una separación entre las placas enormemente reducida siendo su fabricación técnicamente muy difícil y el resultado industrialmente inútil.To be able to store a lot of energy, we would have to make a capacitor with a huge surface and with a greatly reduced separation between the plates, making it technically very difficult and the result industrially useless.
Los principios inventivos que soportan el presente modelo utilidad solucionan estos importantes inconvenientes al conseguir unas superficies enormes de las láminas conductoras y con una pequeñísima separación entre ellas.The inventive principles that support the present utility model solve these important drawbacks by achieving enormous surfaces of the conductive sheets and with a very small separation between them.
CAMPO DE LA INVENCIONFIELD OF THE INVENTION
El campo de la invención corresponde a la industria de los componentes eléctricos e igualmente a la industria de transformación y modificación de nuevos materiales.The field of the invention corresponds to the industry of electrical components and also to the industry of transformation and modification of new materials.
ANTECEDENTES DE LA INVENCIÓNBACKGROUND OF THE INVENTION
Existen multitud de antecedentes sobre condensadores, pero efectivamente ninguno de condensadores de tan alta capacidad. There are many antecedents on capacitors, but in fact none of such high capacity capacitors.
La mayoría de los elementos similares obtenidos en una búsqueda particularizada son todos de tecnologías muy antiguas. Las nuevas tecnologías no han sido aplicadas hasta ahora para la mejora de la capacidad y cualidades de los condensadores de alta capacidad.Most of the similar elements obtained in a particular search are all from very old technologies. New technologies have not been applied until now to improve the capacity and qualities of high-capacity capacitors.
Los antecedentes encontrados se refieren a siguientes expedientesThe antecedents found refer to the following files
Patente de invención española P265783 por "un método de fabricación de condensadores arrollados o bobinados” de "N.V. Philips”.Spanish invention patent P265783 for "a method of manufacturing wound or wound capacitors" from "N.V. Philips ”.
Se refiere a un condensador obtenido por arrollamiento de hojas previamente estiradas de electrodos capaces de ser deformadas en forma de rollo y después sometidas a tratamiento térmico.It refers to a condenser obtained by winding previously stretched sheets of electrodes capable of being deformed into a roll and then subjected to heat treatment.
Con este condensador la capacidad sigue siendo mínima y en ningún caso la tecnología se acerca a la preconizada por este modelo de utilidad.With this capacitor the capacity is still minimal and in no case does the technology come close to that recommended by this utility model.
La empresa SIEMENS ha desarrollado al menos dos patentes:The SIEMENS company has developed at least two patents:
La Patente española ES0357812, que versa sobre "Mejoras en la fabricación de condensadores de electrolito con electrodos de aluminio”.Spanish Patent ES0357812, which deals with "Improvements in the manufacture of electrolyte capacitors with aluminum electrodes".
Simplemente por la mención en el título de "condensador de electrolito” ya se infiere que se trata de una tecnología química, no física como la de la invención preconizada.Simply by the mention in the title of "electrolyte capacitor" it is already inferred that it is a chemical technology, not a physical one like that of the recommended invention.
La otra patente de dicha empresa se refiere a la patente española P04661151 cuyo título es, "Procedimiento y dispositivos para la fabricación de un condensador de capas eléctricas”The other patent of said company refers to the Spanish patent P04661151 whose title is, "Procedure and devices for the manufacture of an electric layer capacitor"
Dicha tecnología trata de un condensador constituido por la utilización de láminas de material sintético metalizadas que se pliegan formando una fila de capas superpuestas que se calienta y se compactan por presión por medio de unas plegadoras mecánicas de rodillos. This technology involves a condenser consisting of the use of metallized sheets of synthetic material that fold to form a row of superimposed layers that is heated and compacted by pressure using mechanical roller bending machines.
Efectivamente la capacidad de este condensador sigue siendo mínima por la incapacidad física de acumular una cantidad apreciable de capas y el método de ejecución es totalmente diferente.Indeed the capacity of this condenser is still minimal due to the physical inability to accumulate an appreciable amount of layers and the method of execution is totally different.
Por parte del inventor, no conoce ni condensador ni método de fabricación que tenga relación con la invención preconizada.On the inventor's side, he knows neither a capacitor nor a manufacturing method that is related to the recommended invention.
BREVE DESCRIPCIÓN DE LA INVENCIÓNBRIEF DESCRIPTION OF THE INVENTION
La presente invención, se refiere a un condensador eléctrico tridimensional y procedimiento de fabricación.The present invention relates to a three-dimensional electrical capacitor and manufacturing method.
Un condensador o capacitor eléctrico sirve para almacenar energía eléctrica y se compone de dos superficies conductoras de electricidad separadas por un material no conductor llamado dieléctrico.An electrical capacitor or capacitor serves to store electrical energy and is made up of two electrically conductive surfaces separated by a non-conductive material called a dielectric.
En general se almacena energía eléctrica en pequeñas cantidades, tan es así que en los condensadores se emplean, para medir las cantidades almacenadas de energía eléctrica, unidades pequeñas como el micro faradio, el nano-faradio o el picofaradio.In general, electrical energy is stored in small quantities, so much so that capacitors use small units such as micro-farad, nano-farad or picofarad to measure the stored amounts of electrical energy.
Para poder almacenar mucha energía tendríamos que hacer un condensador de enorme superficie y con una separación entre las placas enormemente reducida, siendo su fabricación técnicamente muy difícil y el resultado industrialmente inútil.To be able to store a lot of energy, we would have to make a capacitor with a huge surface and with a greatly reduced separation between the plates, making it technically very difficult and the result industrially useless.
Entre las ventajas de la utilización de los condensadores para la acumulación de energía es que el tiempo de carga es prácticamente instantáneo y que el número de ciclos es prácticamente ilimitado.Among the advantages of using capacitors for energy storage is that the charging time is practically instantaneous and that the number of cycles is practically unlimited.
Esto le da una ventaja enorme sobre las baterías, el otro sistema conocido para el almacenaje de energía eléctrica.This gives it a huge advantage over batteries, the other known system for storing electrical energy.
Y además la ventaja conceptual de qué es un elemento físico sin ningún componente químico. Lo cual le permite ser enormemente seguro, no tóxico y totalmente reciclable. And also the conceptual advantage of what is a physical element without any chemical component. Which allows it to be extremely safe, non-toxic and fully recyclable.
Es técnicamente conocido que su capacidad de almacenaje es función directamente proporcional a la superficie de las placas e inversamente proporcional a la distancia entre las mismas.It is technically known that its storage capacity is a function directly proportional to the surface of the plates and inversely proportional to the distance between them.
Por ello, para poder almacenar mucha energía tendríamos que hacer un condensador de enorme superficie y con una separación entre las placas enormemente reducida.Therefore, in order to store a lot of energy, we would have to make a condenser with a huge surface and with a greatly reduced separation between the plates.
Y con esta premisa básica podemos estudiar los principios inventivos que soportan la presente invención de cara a obtener lo indicado.And with this basic premise we can study the inventive principles that support the present invention in order to obtain the indicated.
Con ese objeto la presenta invención permite conseguir unas superficies enormes de las láminas conductoras y una mínima distancia entre ellas.With this object, the present invention allows to achieve enormous surfaces of the conductive sheets and a minimum distance between them.
Para ello se utiliza materiales modificados.For this, modified materials are used.
El material qué se utiliza en las placas conductoras es material celular que incrementa la superficie en muchos órdenes de magnitud. Es conocido que en un material micro-poroso, como la sepiolita, un gramo de la misma puede tener una superficie mayor que un campo de fútbol.The material that is used in the conductive plates is cellular material that increases the surface by many orders of magnitude. It is known that in a micro-porous material, such as sepiolite, one gram of it can have a larger surface area than a soccer field.
Es conocido también que existen en el mercado productos fabricados con una por porosidad mayor del 99%, lo que significa, que partiendo una de una densidad del sólido de la unidad, se pueden conseguir densidades inferiores a 10 kilos metro cúbico.It is also known that there are products on the market manufactured with a porosity greater than 99%, which means that starting with a density of the unit solid, densities of less than 10 kilos cubic meter can be achieved.
Existen espumas metálicas de laboratorio, como por ejemplo las realizadas por el prestigioso laboratorio HRL, que han conseguido alcanzar unas densidades de espumas metálicas de décimas de miligramos por centímetro cúbicoThere are metallic laboratory foams, such as those made by the prestigious HRL laboratory, which have managed to achieve metal foam densities of tenths of milligrams per cubic centimeter
La presente invención consiste en utilizar cómo elementos conductores del condensador materiales metálicos micro-celulares de celda abierta recubiertos por una película dieléctrica de óxido de espesor nano-métrico y finalmente recubiertas de nuevo por un material conductor metálico o polimérico. The present invention consists in using as capacitor conductive elements open cell micro-cellular metallic materials covered by a nano-metric thick oxide dielectric film and finally covered again by a metallic or polymeric conductive material.
De esa manera se consiguen densidades energéticas en el condensador de centenas de miles de faradios por kilo.In this way, energy densities in the capacitor of hundreds of thousands of farads per kilo are achieved.
A tal efecto y en su realización práctica se dispondrá de espuma micro-celular de poro abierto de aluminio que se introducirá en una disolución alcalina, por ejemplo te sosa cáustica o hidróxido de sodio, para formar una película dieléctrica de espesor nano-métrico y después rellenar las celdas por un material conductor metálico o polimérico.For this purpose and in its practical realization, an open-pore aluminum micro-cellular foam will be available that will be introduced into an alkaline solution, for example caustic soda or sodium hydroxide, to form a dielectric film of nano-metric thickness and then fill the cells with a metallic or polymeric conductive material.
De esta forma con unas densidades muy bajas, inferiores en más de 10 veces a la densidad del litio, material empleado por su baja densidad en las baterías, y en consecuencia se pueden conseguir densidades energéticas de miles de vatios por kilo.In this way, with very low densities, more than 10 times lower than the density of lithium, a material used for its low density in batteries, and consequently, energy densities of thousands of watts per kilo can be achieved.
Con el sistema del presente modelo de utilidad se puede conseguir almacenar energía eléctrica en un dispositivo de carga instantánea, de número de ciclos prácticamente ilimitado y con una enorme densidad energética de algunas decenas de miles de vatios por kilo.With the system of the present utility model, it is possible to store electrical energy in a device of instantaneous charge, of practically unlimited number of cycles and with an enormous energy density of some tens of thousands of watts per kilo.
De esta forma los condensadores eléctricos tridimensionales compiten con enorme ventaja sobre las baterías convencionales.In this way, three-dimensional electrical capacitors compete with an enormous advantage over conventional batteries.
REALIZACION PREFERENTE DE LA INVENCION.PREFERRED EMBODIMENT OF THE INVENTION.
El dispositivo que la invención propone incorpora una pluralidad de características novedosas en relación a otros elementos utilizados dentro del sector.The device that the invention proposes incorporates a plurality of novel features in relation to other elements used within the sector.
Se trata por tanto de tanto de la obtención de un condensador eléctrico tridimensional de una grandísima capacidad desconocida hasta ahora.It is therefore both a matter of obtaining a three-dimensional electric capacitor of a very great capacity unknown until now.
El método de fabricación sería el siguiente:The manufacturing method would be as follows:
1°.- Se sinteriza polvo de aluminio de aluminio de diámetro micro-métrico,1 ° .- Micro-metric diameter aluminum aluminum powder is sintered,
2°.- Con esta sinterización se consiguen celdas abiertas interconectadas con un diámetro menor de 200 micras.2 .- With this sintering, interconnected open cells with a diameter less than 200 microns are achieved.
A nivel práctico, con ese diámetro, el ojo humano no aprecia los micro-poros y solamente ve un bloque de aluminio. On a practical level, with that diameter, the human eye does not appreciate micro-pores and only sees an aluminum block.
3a.- Se sumerge el aluminio micro-poroso de celdas abiertas en un baño de sosa caustica diluida.3a.- Open cell micro-porous aluminum is immersed in a dilute caustic soda bath.
4°.- Por capilaridad, entrará el líquido en toda la superficie del material y también cubrirá la superficie externa, creando una capa de óxido de aluminio, que tiene naturaleza dieléctrica con espesor nanométrico.4 ° .- By capillary action, the liquid will enter the entire surface of the material and will also cover the external surface, creating a layer of aluminum oxide, which is dielectric in nature with nanometric thickness.
5°.- Se sumergirá el aluminio oxidado en aluminio líquido.5 ° .- The oxidized aluminum will be immersed in liquid aluminum.
Aunque existen otras alternativas en este punto, como pueden ser:Although there are other alternatives at this point, such as:
.- se sustituye el aluminio líquido por un polímero conductor, polianilina, o,.- Liquid aluminum is replaced by a conductive polymer, polyaniline, or,
.- se sustituye el aluminio líquido por un gas ionizado, o,.- Liquid aluminum is replaced by an ionized gas, or,
.- se sustituye el aluminio líquido por un líquido ionizado, o,.- Liquid aluminum is replaced by an ionized liquid, or,
.- se sustituye el aluminio líquido por pintura con pigmentos metálicos..- Liquid aluminum is replaced by paint with metallic pigments.
6°.- Por capilaridad cubrirá la totalidad de la superficie interior y también la externa.6 ° .- Due to capillary action, it will cover the entire interior and also the external surface.
7°.- Se procederá a una oxidación final con sosa diluida con colorante, para conseguir un bloque de aluminio anodizado de densidad inferior a 100 kilos metro cúbico con el color deseado.7 ° .- A final oxidation will be carried out with soda diluted with dye, to obtain an anodized aluminum block with a density of less than 100 kilos cubic meter with the desired color.
Esto significa que un condensador eléctrico tridimensional que flota en el agua.This means that a three-dimensional electric capacitor floats on water.
8°.- Para poder realizar las oportunas conexiones se dejará una pequeña parte sin oxidar.8 ° .- In order to make the appropriate connections, a small part will be left without rusting.
Descrita suficientemente la naturaleza de la invención, así como la manera de llevarse a la práctica, debe hacerse constar que las disposiciones anteriormente indicadas y representadas en los dibujos adjuntos son susceptibles de modificaciones de detalle en cuanto no alteren sus principios fundamentales, establecidos en los párrafos anteriores y resumidos en las siguientes reivindicaciones. Once the nature of the invention has been sufficiently described, as well as the way to carry it into practice, it must be stated that the provisions previously indicated and represented in the attached drawings are subject to detailed modifications as long as they do not alter their fundamental principles, established in the paragraphs. above and summarized in the following claims.
Claims (6)
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| ES201930083A ES2763499A1 (en) | 2018-11-28 | 2018-11-28 | THREE-DIMENSIONAL ELECTRIC CAPACITOR AND MANUFACTURING PROCEDURE (Machine-translation by Google Translate, not legally binding) |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| ES201930083A ES2763499A1 (en) | 2018-11-28 | 2018-11-28 | THREE-DIMENSIONAL ELECTRIC CAPACITOR AND MANUFACTURING PROCEDURE (Machine-translation by Google Translate, not legally binding) |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| ES2763499A1 true ES2763499A1 (en) | 2020-05-28 |
Family
ID=70804031
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| ES201930083A Withdrawn ES2763499A1 (en) | 2018-11-28 | 2018-11-28 | THREE-DIMENSIONAL ELECTRIC CAPACITOR AND MANUFACTURING PROCEDURE (Machine-translation by Google Translate, not legally binding) |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| ES (1) | ES2763499A1 (en) |
Citations (4)
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-
2018
- 2018-11-28 ES ES201930083A patent/ES2763499A1/en not_active Withdrawn
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Non-Patent Citations (1)
| Title |
|---|
| LEWANDOWSKI A ET AL. Carbon?ionic liquid double-layer capacitors. JOURNAL OF PHYSICS AND CHEMISTRY OF SOLIDS, 20040101 PERGAMON PRESS, LONDON, GB. Zima Vitezslav; Leroux Fabrice, 01/01/2004, Vol. 65, Páginas 281 - 286 ISSN 0022-3697, (DOI: doi:10.1016/j.jpcs.2003.09.009) Resumen. * |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| BA2A | Patent application published |
Ref document number: 2763499 Country of ref document: ES Kind code of ref document: A1 Effective date: 20200528 |
|
| FA2A | Application withdrawn |
Effective date: 20201002 |