Радиационная восприимчивость суперконденсаторов и перспективы их космического применения

Рубрика: 
Космические энергетика и двигатели
Клименко, ЮА, Семенив, ОВ, Беспалова, АВ, Пруцко, ЮВ, Малетин, ЮА, Стрижакова, НГ, Зелинский, СА, Тычина, СА, Дробный, ДМ, Неймаш, ВБ, Порошин, ВН, Поварчук, ВЮ
Косм. наука технол. 2013, 19 ;(3):47–60
https://doi.org/10.15407/knit2013.03.047
Язык публикации: русский
Аннотация: 

Рассмотрены перспективы использования суперконденсаторов в качестве элементов спутниковой системы энергообеспечения. Проведена серия лабораторных экспериментов по влиянию гамма- и электронного облучения на характеристики суперконденсаторов. Установлено, что суммарная эквивалентная доза радиации, способная ухудшить основные технические характеристики источника энергии, может быть накоплена на околоземных орбитах за время, которое значительно превышает время жизни самого спутника. Показано, что наиболее чувствительным к действию ионизирующей радиации элементом конструкции суперконденсаторов является электролит.
Ключевые слова: ионизирующая радиация, спутниковая система энергообеспечения, суперконденсатор
Full text (PDF)
 
References: 
1. Безродных И. П., Казанцев C. Г., Семенов В. Т. Радиационные условия на солнечно-синхронных орбитах в период максимума солнечной активности // Вопросы электромеханики. Тр. НПП ВНИИЭМ. — 2010. — 116, № 3. — С. 23—26.
2. Безродных И. П., Морозова Е. И., Петрукович А. А. и др. Радиационные условия на геостационарной орбите // Вопросы электромеханики. Тр. НПП ВНИИЭМ. — 2010. — 117, № 4. — С. 33—42.
3. Безродных И. П., Морозова Е. И., Петрукович А. А. и др. Тормозное излучение электронов в веществе космического аппарата. Методика расчёта // Вопросы электромеханики. Тр. НПП ВНИИЭМ. — 2011. — 120, № 1. — С. 37—44.
4. Безродных И. П., Морозова Е. И., Петрукович А. А. и др. Радиационные условия на орбите КА «Ионосфера» // Вопросы электромеханики. Тр. НПП ВНИИЭМ. — 2011. — 123. — С. 19—28.
5. Безродных И. П., Семенов В. Т. Ливни релятивистских частиц внутри космических аппаратов типа «Метеор» // Вопросы электромеханики. Тр. НПП ВНИИЭМ. — 2009. — 113, № 6. — С. 27—32.
6. Безродных И. П., Шафер Ю. Г. Динамика потоков электронов на геостационарной орбите и их связь с солнечной активностью // Изв. АН СССР. Сер. физ. — 1983. — 47, № 9. — С. 1684—1686.
7. Гецелев И. В., Зубарев А. И., Пудовкин О. Л. Радиационная обстановка на борту космических аппаратов. — М.: УИПК, 2001. — 316 с.
8. Клименко Ю. А., Черемных О. К., Яценко В. А., Маслова Н. В. Состояние и перспективы создания микроспутников новых поколений: новые материалы, нанотехнология и архитектура // Космічна наука і технологія. —2001. — 7, № 2/3. — С. 53—65.
9. Кременецький І. О., Черемних О. К. Космічна погода: механізми і прояви. — Київ: Наук. думка, 2009. — 144 с.
10. Кузнецов Н. В. Радиационные условия на орбитах космических аппаратов // Модель космоса /Под ред. М. И. Панасюка. — М., 2007. — T. 1. — С. 627—641.
11. Морозова Е. И., Безродных И. П., Семенов В. Т. Радиационные факторы риска для космических аппаратов // Вопросы электромеханики. Тр. НПП ВНИИЭМ. — 2009. — 112. — С. 35—40.
12. Новиков Л. С. Радиационные воздействия на материалы космических аппаратов. — М.: Университетская книга, 2010. — 192 с.
13. Новиков Л. С., Воронина Е. Н. Перспективы применения наноматериалов в космической технике. — М.: Университетская книга, 2008. — 188 с.
14. Новиков Л. С., Милеев В. Н., Воронина Е. Н. и др. Радиационные воздействия на материалы космической техники // Поверхность, рентгеновские, синхротрон-ные и нейтронные исследования. — 2009. — № 3. — С. 32—48.
15. Шилов А. Е., Волков С. Н., Безродных И. П. и др. Радиационные условия для высокоорбитальных космических аппаратов в период максимума солнечной активности // Вопросы электромеханики. Тр. НПП ВНИИЭМ. — 2010. — 115. — С. 47—52.
16. Applications of nanotechnology in space developments and systems. Technological analysis // VDI Technology Center Future Technologies Division, Düsseldorf, Germany. Future Technologies. — N 47. — 2003. — 135 p.
17. Conway B. E. Electrochemical supercapacitors: scientific fundamentals and technological applications. — Springer, 1999. — 736 p.
18. Daglis I. A. Effects of space weather on technology infrastructure. — Dordrecht: Kluwer, 2005. — 334 p. — (NATO Science Series).
19. Desprez P., Barrailh G., Moreau L., et al. Ultracapacitors: a power buffer in satellites // Space Power, Proceedings of the Sixth European Conference. Portugal. European Space Agency, ESA SP-502. — 2002. — P. 23—26.
20. FreedomCARUltracapacitor test manual // Idaho National Engineering Laboratory Report. — 2004. — Sep. 21. — DOE/NE-ID-11173.
21. Hadjipaschalis I., Poullikkas A., Efthimiou V. Overview of current and future energy storage technologies for electric power applications // Renewable and Sustainable Energy Revs. — 2009. — 13. — P. 1513—1522.
22. Kalugin O. N., Chaban V. V., Loskutov V. V., Prezhdo O. V. Uniform diffusion of acetonitrile inside carbon nano tube favors supercapacitor performance // Nano Lett. — 2008. — N 8. — P. 2126—2130.
23. Krasheninnikov A. V., Nordlund K. Ion and electron irradiation-inducted effects in nanostructured materials // J. Appl. Phys. — 2010. — 107, 071301. — 70 p.
24. Maini A. K., Agraval V. Satellite technology: principles and application. — The Atrium. Southern Gate, Chichester, West Sussex, England: John Wiley & Song Ltd, 2007. —560 p.
25. Maletin Y. et al.// Proc. 22nd Internat. Seminar on Double Layer Capacitor and Hybrid Energy Storage Devices. — Deerfield Beach, FL, 2012. — P. 180—185.

26. Shojah-Ardalan S., Wilkins R., Machado H., et al. Susceptibility of ultracapacitors to proton and gamma irradiation // Workshop Record of the 2003 IEEE Radiation Effects Data Workshop. — 2003. — P. 89—91.