Где применяют ионистор. Ионисторы: принцип работы, преимущества и применение в современной электронике — Производство и поставка электростанций, Бензиновые и дизельные генераторы от 1 до 100 кВт. Мини ТЭЦ на базе двигателя Стирлинга.

Что такое ионисторы и как они работают. Каковы основные преимущества ионисторов перед обычными конденсаторами и аккумуляторами. Где применяются ионисторы в современной технике. Каковы перспективы развития технологии ионисторов.

Содержание

Что такое ионистор и как он устроен

Ионистор (суперконденсатор) представляет собой гибрид обычного конденсатора и аккумулятора. Его основные компоненты:

Два электрода из пористого материала (обычно активированный уголь)
Электролит между электродами
Сепаратор, разделяющий электроды

Главное отличие от обычного конденсатора — отсутствие диэлектрика между обкладками. Вместо этого используются электроды из материалов с противоположными типами носителей заряда.

Принцип работы ионистора

Работа ионистора основана на образовании двойного электрического слоя на границе раздела электрод-электролит. Как это происходит?

При подаче напряжения ионы электролита притягиваются к поверхности электродов
На границе электрод-электролит формируется двойной электрический слой толщиной 1-5 нм

В этом слое накапливается и хранится электрический заряд

Такой принцип позволяет достичь очень высокой удельной ёмкости — до сотен фарад на грамм активного материала.

Основные преимущества ионисторов

Ионисторы обладают рядом важных преимуществ перед обычными конденсаторами и аккумуляторами:

Сверхбыстрая зарядка и разрядка (секунды)
Огромное количество циклов заряд/разряд (>100 000)
Широкий диапазон рабочих температур (от -40°C до +70°C)
Высокая удельная мощность (до 10 кВт/кг)
Длительный срок службы (10-15 лет)
Экологичность (отсутствие токсичных материалов)

Эти свойства делают ионисторы незаменимыми во многих областях применения.

Где применяются ионисторы в современной технике

Благодаря своим уникальным характеристикам, ионисторы нашли широкое применение в различных сферах:

Системы рекуперативного торможения в электромобилях и электробусах
Источники бесперебойного питания
Стартерные системы двигателей
Портативная электроника (резервное питание)
Возобновляемая энергетика (накопители энергии для солнечных и ветряных электростанций)
Военная и космическая техника

Особенно перспективно использование ионисторов в электротранспорте, где требуется быстрая зарядка и высокая мощность.

Сравнение ионисторов с традиционными накопителями энергии

Как ионисторы соотносятся по характеристикам с обычными конденсаторами и аккумуляторами? Рассмотрим основные параметры:

Параметр	Ионистор	Конденсатор	Li-ion аккумулятор
Время заряда	1-10 секунд	Миллисекунды	10-60 минут
Циклов заряд/разряд	>100 000	>100 000	500-1000
Удельная энергия	5-15 Вт·ч/кг	0.1 Вт·ч/кг	100-265 Вт·ч/кг
Удельная мощность	До 10 кВт/кг	>100 кВт/кг	1-3 кВт/кг

Как видим, ионисторы занимают промежуточное положение между конденсаторами и аккумуляторами, сочетая высокую мощность первых с относительно высокой энергоемкостью вторых.

Недостатки и ограничения ионисторов

Несмотря на множество преимуществ, у ионисторов есть и некоторые недостатки:

Низкая удельная энергия по сравнению с аккумуляторами
Высокий саморазряд
Низкое рабочее напряжение отдельных ячеек
Высокая стоимость

Эти факторы ограничивают применение ионисторов в некоторых областях, где требуется длительное хранение энергии. Однако технологии постоянно совершенствуются, и многие недостатки постепенно преодолеваются.

Перспективы развития технологии ионисторов

Технология ионисторов активно развивается. Основные направления исследований:

Повышение удельной энергии за счет новых материалов электродов (графен, углеродные нанотрубки)
Снижение саморазряда
Увеличение рабочего напряжения
Удешевление производства

Ожидается, что в ближайшие годы характеристики ионисторов значительно улучшатся, что позволит им конкурировать с литий-ионными аккумуляторами в ряде применений.

Заключение: роль ионисторов в современной электронике

Ионисторы занимают важное место в современной электронике, заполняя нишу между конденсаторами и аккумуляторами. Их уникальные свойства делают их незаменимыми во многих областях, особенно там, где требуется быстрая зарядка и высокая мощность.

С развитием технологий область применения ионисторов будет расширяться. Особенно перспективно их использование в электротранспорте, возобновляемой энергетике и портативной электронике. Ионисторы могут стать ключевым элементом в создании эффективных и экологичных энергетических систем будущего.

Что такое ионисторы, где они применяются и в чем их особенность | Энергофиксик

02.04.2021

Ионистор (он же суперконденсатор) – это своеобразный гибрид самого обычного конденсатора и привычного нам аккумулятора. В этом материале будет подробно рассказано про сам ионистор, а также про его область применения в современной электронике.

Устройство ионистора

За границей ионистор называют EDLC (Electric Double Layer Capacitor), что переводится на русский как «конденсатор с двойным электрическим слоем». И вся работа изделия базируется на электрохимических процессах.

Ионистор отличается от обычного конденсатора тем, что между электродами отсутствует привычный диэлектрик. Вместо этого, сами электроды реализованы из материалов с противоположными типами носителей заряда.

Вы, безусловно, знаете, что емкость конденсатора напрямую зависит от площади обкладок. По этой причине в ионисторах применены электроды из вспененного углерода или активированного угля.

При этом разделение электродов в ионисторе реализовано за счет применения сепаратора. И вся внутренняя полость заполнена электролитом, который выполнен на основе растворов кислот и щелочей и при этом имеет твердую кристаллическую структуру.

Так за счет применения твердого электролита RbAg4I5 (рубидий, серебро, йод) можно реализовать ионистор с минимальным саморазрядом, высокой емкостью и с высокой устойчивостью к воздействию отрицательных температур.

На текущий момент ионисторов с твердым кристаллическим электролитом на основе растворов щелочей и кислот уже не найдешь, так как они сняты с производства по причине высокой токсичности компонентов.

Как работает ионистор

Протекающая электрохимическая реакция заставляет часть электронов оторваться от электродов. В результате этого электрод становится носителем положительного заряда.

Отрицательные ионы, которые присутствуют в электролите, начинают притягиваться электродами с положительным зарядом.

Весь этот процесс является условием для образования так называемого электрического слоя. И весь запасенный заряд начинает храниться в пограничной области раздела между электродом и электролитом. И толщина сформированного анионами и катионами слоя равняется от 1 до 5 нм.

В чем преимущества и недостатки ионисторов

К плюсам суперконденсаторов можно отнести следующие моменты:

1. Минимальное время зарядки и разрядки. То есть ионистор способен как зарядиться, так и отдать весь накопленный заряд практически мгновенно.

2. Повышенное количество циклов заряд/разряд (составляет более 100 000).

3. Не требует обслуживания.

4. Скромный вес и малые размеры.

5. Процесс зарядки не требует использования сложных зарядных устройств.

6. Ионистор полноценно работает в температурном диапазоне от -40 до +70 градусов по Цельсию.

На этом с плюсами заканчиваем и переходим к минусам изделия.

К минусам относят следующие явления

1. Достаточно высокая стоимость. Ионистор стоит существенно дороже, чем обычные конденсаторы и аккумуляторы.

2. Изделие рассчитано на довольно низкое напряжение. Эта особенность суперконденсатора и величина рабочего напряжения зависит от того, какой тип электролита в нем применен. При этом для того чтобы увеличить рабочее напряжение, ионисторы соединяют последовательно. Но при таком раскладе нужно также каждый суперконденсатор шунтировать резистором, так как необходимо выровнять напряжение на отдельном ионисторе.

3. При превышении рабочей температуры в +70 градусов по Цельсию изделие довольно быстро разрушится.

4. Суперконденсатор – это полярный элемент, поэтому при его установке следует строго соблюдать полярность.

Обозначение ионисторов на схеме

На схемах ионистор обозначается точно так же, как и обычный электролитический конденсатор и поэтому различить их между собой можно только по наличию или отсутствию сопутствующей надписи.

Допустим, если рядом со схематическим обозначением будет присутствовать надпись 0,47F 5,5V, то сразу становится понятно, что перед вами суперконденсатор. Так как обычные конденсаторы на такие низкие напряжения и на такие емкости не производят.

Где применяются ионисторы

Сейчас суперконденсаторы стали активно использоваться в современной цифровой аппаратуре. Так в некоторых изделиях ионисторы играют роль резервного питания для энергозависимой памяти, микроконтроллеров, электронных часов и т. п. Из чего можно сделать вывод, что суперконденсаторы нашли довольно широкое применение.

Заключение

В этом материале мы поговорили об ионисторах, которые впервые появились в 1960 году в США, а с 1978 года выпускались в СССР под маркировкой К58-1. Статья оказалась полезна и интересна? Тогда оцените ее и не забудьте подписаться на канал. Спасибо за ваше внимание!

Поделиться в социальных сетях

Где применяют ионистор? Типы ионисторов, их назначение, преимущества и недостатки

Ионистор – это электрохимические конденсаторы с двойным слоем или суперконденсаторы. Их металлические электроды покрыты очень пористым активированным углем, традиционно изготовленным из скорлупы кокосового ореха, но чаще всего из углеродного аэрогеля, других наноуглеродных или графеновых нанотрубок. Между этими электродами находится пористый сепаратор, который удерживает электроды друг от друга, при наматывании на спираль, все это пропитано электролитом. Некоторые инновационные формы ионистора имеют твердый электролит. Они заменяют традиционные батареи в источниках бесперебойного питания вплоть до грузовиков, где применяют ионистор в качестве источника питания.

Принцип работы

Ионистор использует действие двойной прослойки, сформированного на границе между углем и электролитом. Активированный уголь применяется в качестве электрода в твердой форме, а электролит в жидкой. Когда эти материалы контактируют друг с другом, положительные и отрицательные полюса распределяются относительно друг друга на очень коротком расстоянии. При приложении электрического поля в качестве основной конструкции используется электрический двойной слой, который образуется вблизи поверхности угля в электролитической жидкости.

Преимущество конструкции:

Обеспечивает емкость в небольшом устройстве, нет нужды в специальных схемах зарядки для контроля во время разрядки в устройствах, где применяют ионистор.
Перезарядка или чрезмерно частая разрядка не оказывает негативного влияния на срок службы, как в типовых батареях.
Технология чрезвычайно «чистая» с точки зрения экологии.
Нет проблем с нестабильными контактами, так у обычных батарей.

Недостатки конструкции:

Продолжительность работы ограничена из-за использования электролита в устройствах, где применяют ионистор.
Электролит может протекать, если конденсатор эксплуатируется неправильно.
По сравнению с алюминиевыми конденсаторами эти ионисторы имеют высокие сопротивления и поэтому не могут использоваться в цепях переменного тока.

Используя преимущества, описанные выше, электрические ионисторы широко применяются в таких приложениях, как:

Резервирование памяти для таймеров, программ, питание е-мобиля и т. д.
Видео и аудио оборудование.
Резервные источники при замене батарей для портативного электронного оборудования.
Источники питания для оборудования, использующего солнечные элементы, такие как часы и индикаторы.
Стартеры для малых и мобильных двигателей.

Окислительно-восстановительные реакции

Аккумулятор заряда расположен на границе раздела между электродом и электролитом. Во время процесса зарядки электроны, движутся от отрицательного электрода к положительному по внешнему контуру. Во время разряда электроны и ионы движутся в обратном направлении. В суперконденсаторе EDLC нет переноса заряда. В этом типе суперконденсатора окислительно-восстановительная реакция возникает на электроде, генерирующем заряды и переносе заряда через двойные слои конструкции, где применяют ионистор.

Из-за окислительно-восстановительной реакции, происходящей в этом типе, существует потенциал с меньшей плотностью мощности, чем EDLC, поскольку системы Faradaic медленнее, чем нефарадевидные системы. Как правило, псевдокапакторы обеспечивают более высокую удельную емкость и плотность энергии, чем EDLC, из-за того, что они относятся к фарадеитовой системе. Тем не менее правильный выбор суперконденсатора зависит от приложения и доступности.

Материалы на основе графена

Ионистор характеризуется способностью быстрого заряда, гораздо быстрее, чем у традиционной батареи, но он не способен хранить столько же энергии, как батарея, так как имеет более низкую плотность энергии. Повышение эффективности у них достигается благодаря использованию графеновых и углеродных нанотрубок. Они помогут в будущем ионисторам полностью вытеснить электрохимические батареи. Нанотехнология сегодня является источником многих нововведений, особенно в е-мобиле.

Графен увеличивает емкость ионисторов. Этот революционный материал состоит из листов, толщина которых может быть ограничена толщиной атома углерода и атомная структура которого является ультраплотной. Такие характеристики способны заменить кремний в электронике. Пористый сепаратор помещается между двумя электродами. Однако вариации механизма хранения и выбор материала электрода приводят к различным классификациям ионисторов большой емкости:

Электрохимические двухслойные конденсаторы (EDLC), которые по большей части используют высокоуглеродистые углеродные электроды и сохраняют свою энергию за счет быстрой адсорбции ионов на границе раздела электрода/электролита.
Psuedo-конденсаторы, основаны на фагадическом процессе переноса заряда на поверхности электрода или вблизи него. В этом случае проводящие полимеры и оксиды переходных металлов остаются электрохимическими активными материалами,например, как в электронных часах на батарейках.

Гибкие устройства на основе полимеров

Ионистор набирает и сохраняет энергию с высокой скоростью, образуя электрохимические двойные слои зарядов или посредством поверхностных окислительно-восстановительных реакций, что приводит к высокой плотности мощности с длительной циклической стабильностью, низкой стоимостью и защитой окружающей среды. PDMS и ПЭТ являются в основном используемыми субстратами при реализации гибких суперконденсаторов. В случае пленки PDMS может создавать гибкие и прозрачные тонкопленочные ионисторы в часах с высокой циклической стабильностью после 10 000 циклов при изгибе.

Однослойные углеродные нанотрубки могут быть дополнительно включены в пленку PDMS для дальнейшего улучшения механической, электронной и термической стабильности. Аналогичным образом, проводящие материалы, такие как графен и УНТ, также покрываются пленкой ПЭТ для достижения, как высокой гибкости, так и электропроводности. Помимо ПДМС и ПЭТ другие полимерные материалы также привлекают растущие интересы и синтезируются различными методами. Например, локализованное импульсное лазерное облучение использовалось для быстрого преобразования первичной поверхности в электрическую проводящую пористую углеродную структуру с заданной графикой.

Природные полимеры, такие как нетканые материалы из древесных волокон и бумаги, также могут использоваться в качестве подложек, которые являются гибкими и легкими. УНТ наносится на бумагу для получения гибкого УНТ бумажного электрода. Из-за высокой гибкости бумажной подложки и хорошего распределения УНТ удельная емкость и плотность мощности и энергии меняется менее чем на 5% после изгиба на 100 циклов при радиусе изгиба 4,5 мм. Кроме того, из-за более высокой механической прочности и лучшей химической стабильности бактериальные наноцеллюлозные бумаги также используться для изготовления гибких суперконденсаторов, например для кассетного плеера walkman.

Производительность суперконденсаторов

Она определяется с точки зрения электрохимической активности и химических кинетических свойств, а именно: электронной и ионной кинетикой (транспортировкой) внутри электродов и эффективностью скорости переноса заряда на электрод/электролит. Для высокой производительности при использовании материалов на основе углерода с EDLC важна удельная площадь поверхности, электропроводность, размер пор и отличия. Графен с его высокой электропроводностью, большой площадью поверхности и межслойной структурой привлекателен для использования в EDLC.

В случае псевдоконденсаторов, несмотря на то что они обеспечивают превосходную емкость по сравнению с EDLC, они все же ограничены плотностями малой мощностью микросхемы кмоп. Это объясняется плохой электропроводностью, ограничивающей быстрое электронное движение. Кроме того, окислительно-восстановительный процесс, который ведет процесс зарядки/разрядки, может повредить электроактивные материалы. Высокая электропроводность графена и его отличная механическая прочность делают его пригодным в качестве материала в псевдоконденсаторах.

Исследования адсорбции на графене показали, что она происходит в основном на поверхности графеновых листов с доступом к большим порам (т.е. межслойная структура является пористой, обеспечивая легкий доступ к ионам электролита). Таким образом, для лучшей производительности следует избегать агломерации графена без пор. Производительность может быть дополнительно улучшена путем модификации поверхности путем присоединения функциональных групп, гибридизации с электропроводящими полимерами и путем образования композитов графена/оксида металла.

Сравнение конденсаторов

Ионисторы идеальны, когда требуется быстрая зарядка для удовлетворения краткосрочных потребностей в мощности. Гибридная батарея удовлетворяет обе потребности и снижает напряжение, что обеспечивает более длительный срок службы. В приведенной ниже таблице показано сравнение характеристик и основных материалов в конденсаторах.

	Электрический двухслойный конденсатор, обозначение ионистора	Алюминиевый электролити-ческий конденсатор	Аккумулятор Ni-cd	Свинцовая герметичная батарея
Использовать диапазон температур	От -25 до 70 °C	-55 до 125 °C	-20 до 60 °C	От -40 до 60 °C
Электроды	Активированный уголь	Алюминий	(+) NiOOH (-) Cd	(+) PbO₂ (-) Pb
Электролитическая жидкость	Органический растворитель	Органический растворитель	KOH	H₂SO₄
Метод электродвижущей силы	Использование естественного электрического двухслойного эффекта в качестве диэлектрика	Использова-ние оксида алюминия в качестве диэлектрика	Использова-ние химической реакции	Использова-ние химической реакции
Загрязнение	Нет	Нет	CD	Pb
Количество циклов зарядки / разрядки	> 100 000 раз	> 100 000 раз	500 раз	От 200 до 1000 раз
Емкость на единицу объема	1	1/1000	100	100

Характеристика заряда

Время заряда 1-10 секунд. Первоначальный заряд может быть выполнен очень быстро, а заряд верхней части займет дополнительное время. Необходимо предусмотреть ограничение пускового тока при зарядке пустого суперконденсатора, поскольку он будет вытягивать все возможное. Ионистор не подлежит перезарядке и не требует обнаружения полной зарядки, ток просто перестает течь при заполнении. Сравнение производительности между ионистором для автомобиля и Li-ионом.

Функция	Ионистор	Литий-ионный (общий)
Время заряда	1-10 секунд	10-60 минут
Жизненный цикл часов	1 млн или 30 000	500 и выше
Напряжение	От 2,3 до 2,75 В	3,6 В
Удельная энергия (Вт / кг)	5 (типичный)	120-240
Удельная мощность (Вт / кг)	До 10000	1000-3000
Стоимость за кВтч	10 000 $	250-1,000 $
Срок службы	10-15 лет	От 5 до 10 лет
Температура зарядки	От -40 до 65 °C	От 0 до 45 °C
Температура нагнетания	От -40 до 65 °C	От -20 до 60 °C

Преимущества устройств для зарядки

Транспортные средства нуждаются в дополнительном энергетическом рывке для ускорения, и именно в этом подходят ионисторы. Они имеют ограничение общего заряда, но они способны передать его очень быстро, что делает их идеальным аккумуляторами. Преимущества их по отношению к традиционным батареям:

Низкий импеданс (ESR) увеличивает импульсный ток и нагрузку при параллельном соединении с батареей.
Очень высокий цикл — разряд занимает миллисекунды до нескольких минут.
Падение напряжения по сравнению с устройством, работающим от батареи, без суперконденсатора.
Высокая эффективность при 97-98%, а эффективность DC-DC в обоих направлениях составляет 80% -95% в большинстве приложений, например, видеорегистратора с ионисторами.
В гибридном электрическом транспортном средстве эффективность кругового движения на 10% больше, чем у батареи.
Хорошо работает в очень широком температурном диапазоне, обычно от -40 C до + 70 C, но может быть и от -50 C до + 85 C, есть специальные версии, достигающие 125 C.
Небольшое количество тепла, выделяемого во время зарядки и разряда.
Длительный срок службы цикла с высокой надежностью, что снижает затраты на обслуживание.
Небольшая деградация в течение сотен тысяч циклов и длится до 20 миллионов циклов.
Они теряют не более 20% своей емкости после 10 лет, а продолжительность жизни составляет 20 лет и более.
Не подвержены износу и старению.
Не влияет на глубокие разряды, в отличие от батарей.
Повышенная безопасность по сравнению с батареями — нет опасности перезарядки или взрыва.
В конце эксплуатации не содержит опасных материалов для удаления, в отличие от многих батарей.
Соответствует экологическим стандартам, поэтому нет сложной утилизации или переработки.

Сдерживающая технология

Суперконденсатор состоит из двух слоев графена с слоем электролита посередине. Пленка сильная, чрезвычайно тонкая и способна выпустить большое количество энергии за короткий промежуток времени, но тем не менее, есть определенные пока неразрешенные проблемы, которые сдерживают технический прогресс в этом направлении. Недостатки ионистора перед перезаряжаемыми батареями:

Низкая плотность энергии — обычно занимает от 1/5 до 1/10 энергии электрохимической батареи.
Линейный разряд — неспособность использовать полный энергетический спектр, в зависимости от применения, доступна не вся энергия.
Как и в случае с батареями, ячейки имеют низкое напряжение, необходимы последовательные соединения и балансировка напряжения.
Саморазряд часто выше, чем у аккумуляторов.
Напряжение изменяется с сохраненной энергией — для эффективного хранения и восстановления энергии требуется сложное электронное контрольно-коммутационное оборудование.
Обладает самым высоким диэлектрическим поглощением из всех типов конденсаторов.
Верхняя температура использования обычно составляет 70 C или менее и редко превышает 85 C.
Большинство из них содержат жидкий электролит, уменьшающий размер, необходимый для предотвращения непреднамеренного быстрого разряда.
Высокая стоимость электроэнергии на ватт.

Гибридная система хранения

Специальная конструкция и встроенные технологии силовой электроники были разработаны для производства модулей ионисторов с новой структурой. Поскольку их модули должны быть изготовлены с использованием новых технологий, они могут быть интегрированы в панели кузова автомобиля, такие как крыша, двери и крышка багажника. Кроме того, были изобретены новые технологии балансировки энергии, которые уменьшают потери энергии и размеры схем балансировки энергии в системах устройств и хранения энергии.

Также были разработаны серии связанных технологий, таких как контроль зарядки и разрядки, а также соединения с другими системами хранения энергии. Модуль ионистора с номинальной емкостью 150F, номинальным напряжением 50 В может быть размещен на плоских и криволинейных поверхностях с площадью поверхности 0,5 кв. м и толщиной 4 см. Приложения применимо к электромобилям и может быть интегрировано с различными частями транспортного средства и к другим случаям, когда требуются системы хранения энергии.

Применение и перспективы

В США, России и Китае есть автобусы без тяговых батарей, все работы выполняются ионисторами. General Electric разработала пикап с суперконденсатором, заменяющим аккумулятор, аналогичное произошло в некоторых ракетах, игрушках и электроинструментах. Испытания показали, что суперконденсаторы превосходят свинцово-кислотные батареи в ветровых турбинах, что было достигнуто без плотности энергии суперконденсаторов, приближающейся к концентрации свинцово-кислотных батарей.

Теперь очевидно, что ионисторы похоронят свинцово-кислотные батареи в течение следующих нескольких лет, но это лишь часть истории, поскольку их параметры улучшаются быстрее, чем конкуренция. Поставщики, такие как Elbit Systems , Graphene Energy, Nanotech Instruments и Skeleton Technologies, заявили, что превышают плотность энергии свинцово-кислотных аккумуляторов с их суперконденсаторами и супербактериями, некоторые из которых теоретически соответствуют плотности энергии литий-ионов.

Тем не менее, ионистор в электромобиле — это один из аспектов электроники и электротехники, который игнорируется прессой, инвесторами, потенциальными поставщиками и многими людьми, живущими старыми технологиями, несмотря на стремительный рост многомиллиардного рынка. Например, для наземных, водных и воздушно аппаратов насчитывается около 200 серьезных производителей тяговых двигателей и 110 серьезных поставщиков тяговых батарей по сравнению с несколькими производителями суперконденсаторов. В целом в мире насчитывается не более 66 крупных производителей ионисторов, большинство из которых сосредоточили свое призводство на более легких моделях для потребительской электроники.

Ионизаторы воздуха и воздухоочистители, генерирующие озон: что вам нужно знать

Чистый воздух больше не является чем-то само собой разумеющимся. COVID-19 показал нам, что вирусы, передающиеся по воздуху, требуют комплексных протоколов очистки воздуха, чтобы обеспечить безопасность для нас в помещении.

Поскольку очистители воздуха стали необходимостью, генераторы ионов или ионизаторы стали популярным инструментом. Хотя ионизаторы воздуха очень эффективны для дезинфекции воздуха, их следует использовать с осторожностью, поскольку они также могут выделять вредный озон.

Озон содержится в защитном слое Земли. Этот «стратосферный озон» помогает нам оставаться здоровыми, отфильтровывая вредное ультрафиолетовое излучение солнца.

Озон также может производиться двигателями внутреннего сгорания и электростанциями, среди прочего. Этот озон находится в воздухе, которым мы дышим: в небольших количествах он может вызывать боль в груди, кашель, одышку и раздражение горла. Повторяющееся воздействие озона может вызвать воспаление легочной ткани и респираторные инфекции.

Если вы заинтересованы в очистке воздуха в вашем здании с помощью ионизаторов или генераторов озона, есть несколько вещей, которые вы должны знать, прежде чем использовать одну из этих мощных машин.

Воздухоочистители прямого и непрямого действия, генерирующие озон

Говоря об генераторах озона, следует учитывать два типа машин. Генераторы озона — они непосредственно производят озон для основной цели уменьшения запахов и загрязняющих веществ. Эти устройства обычно используются в незанятых помещениях, потому что они производят уровни озона выше, чем считается безопасным для человека. Например, если дом недавно загорелся, генератор озона можно использовать для очистки воздуха от мусора и запаха.

Очистители воздуха с ионизатором — эти устройства косвенно производят озон, но все же могут выделять большое количество озона, особенно по сравнению с другими стандартными бытовыми приборами. Их способность выделять слишком много озона в небольшом занятом пространстве исключительно высока.

Что такое ионизаторы воздуха?

Ионизаторы — это генераторы ионов, которые выбрасывают в воздух отрицательно заряженные частицы. С другой стороны, загрязняющие вещества и другие вредные частицы заряжены положительно. Закон Кулона, по сути, гласит, что противоположности притягиваются, то есть отрицательные ионы и вредные частицы прикрепляются к воздуху, становятся тяжелее и притягиваются к поверхности. Затем они возвращаются к устройству для удаления.

Генераторы ионов могут удалять мелкие частицы, такие как табачный дым, но не газы или запахи, с помощью электростатического разряда и окисления. Они также неэффективны при удалении аллергенов и пыли.

Стоит ли покупать ионизаторы?

Ионизаторы очень эффективны для удаления твердых частиц (ТЧ) из воздуха и некоторых частиц с поверхности. Сами по себе ионизаторы производят слишком много озона и могут нанести вред здоровью людей. Хотя некоторые производители заявляют, что количество озона, производимого ионизатором, такое же, как и в смоге на открытом воздухе, часто обнаруживается, что они производят еще более высокие уровни озона.

Кроме того, вы можете рассмотреть технологию гидроксильных радикалов, которая способна создавать гидроксильные радикалы (ОН), которые могут разлагать химические вещества и вредные вирусы, такие как коронавирус, в воздухе.

Если вы планируете использовать ионизатор для открытия своего бизнеса во время пандемии COVID, лучше всего рассматривать его как часть более обширной системы очистки воздуха. Такая система будет включать в себя технологии обнаружения вирусов, такие как фильтры HEPA, PCO (или технология ультрафиолетового излучения) и технология ActivePure®. ActivePure® также окисляет молекулы и эффективно удаляет 99,9% переносимых по воздуху патогенов, направленных на поверхностные и переносимые по воздуху загрязнители.

Выберите комплексный очиститель воздуха

К счастью, для очистки воздуха вам не нужно использовать ионизатор, выделяющий вредный озон. Вместо этого вы можете использовать очиститель воздуха с многоступенчатой фильтрацией, чтобы меньше использовать метод ионизации и воспользоваться преимуществами фильтров, которые эффективно убивают вирусы и патогены и нейтрализуют плесень, газы, аллергены, перхоть домашних животных и все виды ТЧ.

Принимая правильное решение об очистителях воздуха для вашего здания, знайте, что вы не одиноки. В Sanalife мы хотим, чтобы вы получили лучший продукт для ваших уникальных потребностей. Хотя вам нужен чистый воздух, вы не хотите, чтобы это происходило за счет здоровья жильцов вашего здания. Свяжитесь с нами сегодня, и мы порекомендуем лучший очиститель воздуха для вашей компании.

Ионизаторы воздуха: что это такое и как это работает?

Ионизаторы делают множество заявлений о том, насколько хорошо они будут очищать воздух в вашей комнате, предотвращать симптомы аллергии, обеспечивать «свежесть» или устранять запахи. Но что на самом деле делает ионизатор? Как он удаляет частицы из воздуха или улучшает запах в помещении? И действительно ли они улучшают качество воздуха в помещении? Мы рассмотрим, что делают ионизирующие очистители воздуха и их потенциальные негативные последствия.

Что такое ионизатор?

Ионизаторы также называют «ионизаторами воздуха», «ионизаторами воздуха», «ионизаторами воздуха», «генераторами ионов» и «ионизаторами воздуха». Кроме того, существуют очистители воздуха, называемые «электростатическими очистителями воздуха» или «электростатическими осадителями», которые работают аналогично ионизаторам (мы объясним эти различия, когда это уместно). Для простоты мы будем называть все эти типы ионизирующих очистителей воздуха «ионизаторами».

Ионизаторы используют высокое напряжение для придания электрического заряда (обычно отрицательного) либо частицам, проходящим через ионизатор, либо молекулам в воздухе. Эти заряженные молекулы называются ионами, и тогда ионы будут прилипать к частицам. В любом случае конечным результатом являются частицы с электрическим зарядом.

Заряженные частицы притягиваются к частицам или поверхностям с противоположным зарядом. Это заставляет частицы слипаться, образуя более крупные и тяжелые частицы, которые оседают из воздуха на близлежащие поверхности. С другой стороны, частицы могут притягиваться и прилипать к заряженным поверхностям, таким как ковер или шторы, которые приобрели положительный заряд благодаря статическому электричеству. Электростатические очистители воздуха используют этот факт, обеспечивая положительно заряженную коллекторную пластину, которая притягивает частицы. Обычные ионизаторы не имеют пластины, поэтому частицы попадают на пол или прилипают к шторам где-то еще в комнате.

Ионизаторы могут быть различных форм. Некоторые из них не имеют вентилятора, полагаясь на потоки воздуха в помещении, которые проносят через них частицы. Это имеет то преимущество, что он очень тихий, но безвентиляторному ионизатору требуется много времени, чтобы очистить весь воздух в комнате. Другие используют вентилятор, чтобы ускорить процесс. Ионизаторы также можно комбинировать с другими технологиями очистки воздуха, такими как фильтр HEPA для удаления большего количества частиц из воздуха или угольный фильтр для удаления летучих органических соединений (ЛОС), запахов и других газообразных загрязнителей. Иногда фильтр заряжен, поэтому он действует как коллекторная пластина в электростатическом очистителе. Во многих гибридных устройствах функция ионизации не является обязательной и может быть отключена независимо от остальных функций очистителя.

В начале 2000-х компания Sharper Image продавала ионизирующий очиститель воздуха Ionic Breeze в торговых центрах по всей территории США. Это был новый способ использования технологии для очистки воздуха, и какое-то время многие люди поддавались ажиотажу. Но Consumer Reports проверила Ionic Breeze и обнаружила, что он неэффективен для очистки воздуха (а позже и потенциально опасен, поскольку генерирует озон). Sharper Image подала в суд на материнскую компанию Consumer Reports, но проиграла, и компания, в свою очередь, столкнулась с коллективным иском, прежде чем в конечном итоге прекратила свою деятельность (хотя торговая марка Sharper Image продолжает существовать).

Ионизаторы действительно работают?

Существует два типа загрязняющих веществ, с которыми необходимо бороться, чтобы улучшить качество воздуха в помещении: твердые частицы и газообразные загрязнители. Чтобы определить, эффективны ли ионизаторы, нам нужно обратиться к обоим типам.

Газообразные загрязнители: Ионизаторы не удаляют газообразные загрязнители, летучие органические соединения или запахи из воздуха. Они предназначены только для удаления твердых частиц из воздуха, поэтому они совершенно неэффективны для удаления газообразных загрязнителей.
Ионизаторы могут производить озон в качестве побочного эффекта, а озон может воздействовать на газообразные загрязнители (и не обязательно благотворно). Вскоре мы обсудим озон более подробно.
Твердые загрязнители : Ионизатор сам по себе (без учета каких-либо других технологий очистки воздуха, с которыми он может сочетаться) имеет ограниченное применение для удаления твердых частиц из воздуха. В то время как добавление электрического заряда к частицам заставляет их слипаться и осаждаться из воздуха, частицы в конечном итоге оседают на полу или прилипают к обивке, коврам или занавескам. Этот беспорядок необходимо убирать, и даже при регулярной очистке большая часть частиц, включая пыль, аллергены домашних животных, споры плесени и другие загрязняющие вещества, выбрасывается обратно в воздух потоками воздуха.

Ионизаторы в любом случае не особенно эффективны. Безвентиляторные модели очищают относительно небольшое количество воздуха, и даже модели с вентиляторами имеют низкий рейтинг подачи чистого воздуха (CADR).

С другой стороны, маленькие безвентиляторные модели очень тихие и их легко перемещать из комнаты в комнату.

Ионизаторы, в которых используется пластина электростатического коллектора, более эффективны — фактически, они довольно хорошо удаляют частицы из воздуха. Однако эта эффективность сохраняется только до тех пор, пока пластина коллектора чистая. По мере насыщения частицами эффективность резко падает. Электрофильтры также потребляют много электроэнергии.

Процесс использования электрического заряда для генерации ионов также приводит к образованию газообразного озона. Озон можно использовать для обеззараживания и стерилизации внутренних помещений, и он часто используется для этой цели. Однако в эффективных концентрациях он очень опасен. Озон токсичен и вызывает раздражение легких даже при низких концентрациях. Он также может реагировать с газообразными загрязнителями, но невозможно предсказать, какие другие химические вещества будут создаваться в результате этой реакции (например, озон реагирует с некоторыми обычными бытовыми загрязнителями с образованием формальдегида).

Генерация озона в вашем доме является основным недостатком ионизаторов.

Стоит ли использовать ионизатор?

Учитывая их общую низкую эффективность и потенциальную опасность образования озона в вашем доме, мы не рекомендуем использовать ионизирующий очиститель воздуха, если кто-то в вашем доме страдает астмой или другими респираторными заболеваниями. Агентство по охране окружающей среды также предостерегает от образования озона в вашем доме.

Если вы все равно решите использовать ионизатор или у вас уже есть ионизатор, от которого вы не хотите избавляться, вот несколько советов по безопасному и эффективному его использованию:

Чаще очищайте пластину коллектора моделей электрофильтров.
Регулярно очищайте область вокруг ионизатора, желательно с помощью пылесоса с фильтром HEPA.
Если это гибридное устройство, по возможности отключите функцию ионизации.
Не используйте ионизатор в закрытом помещении в присутствии кого-либо.