في المقال السابق، ركزنا على إحدى آليتي الإصلاح الذاتي في مكثفات الأغشية المعدنية: الإصلاح الذاتي الناتج عن التفريغ، والمعروف أيضًا بالإصلاح الذاتي عالي الجهد. في هذا المقال، سنتناول النوع الآخر من الإصلاح الذاتي، وهو الإصلاح الذاتي الكهروكيميائي، والذي يُشار إليه غالبًا بالإصلاح الذاتي منخفض الجهد.

الشفاء الذاتي الكهروكيميائي

تحدث هذه الخاصية للإصلاح الذاتي غالبًا في مكثفات الأغشية المعدنية المصنوعة من الألومنيوم عند الجهد المنخفض. وتتلخص آلية هذا الإصلاح الذاتي فيما يلي: في حال وجود عيب في طبقة العزل الكهربائي للمكثف، فبعد تطبيق الجهد عليه (حتى لو كان منخفضًا جدًا)، سيتسرب تيار كبير عبر هذا العيب، مما يؤدي إلى انخفاض مقاومة العزل للمكثف بشكل ملحوظ عن القيمة المحددة في المواصفات الفنية. ومن الواضح أن تيار التسرب يتضمن تيارات أيونية، وربما تيارات إلكترونية أيضًا. ونظرًا لأن جميع أنواع الأغشية العضوية لها معدل امتصاص معين للماء (من 0.01% إلى 0.4%)، ولأن المكثفات قد تتعرض للرطوبة أثناء تصنيعها وتخزينها واستخدامها، فإن جزءًا كبيرًا من التيار الأيوني سيكون عبارة عن أيونات الأكسجين (O2-) والهيدروجين (H-) الناتجة عن التحليل الكهربائي للماء. بعد أن يصل أيون الأكسجين إلى الأنود المعدني المصنوع من الألومنيوم، فإنه يتحد مع الألومنيوم لتكوين AL2O3، والذي يشكل تدريجياً طبقة عازلة من AL2O3 بمرور الوقت لتغطية العيب وعزله، مما يزيد من مقاومة العزل للمكثف ويحقق الشفاء الذاتي.

من الواضح أن عملية الإصلاح الذاتي لمكثف ذي غشاء عضوي معدني تتطلب قدراً معيناً من الطاقة. يوجد مصدران للطاقة: الأول من مصدر الطاقة، والآخر من تفاعل الأكسدة والنترجة الطارد للحرارة للمعدن في منطقة العيب. وتُعرف الطاقة اللازمة للإصلاح الذاتي عادةً باسم طاقة الإصلاح الذاتي.

 
تُعدّ خاصية الإصلاح الذاتي أهمّ ميزة في مكثفات الأغشية المعدنية، وفوائدها جمّة. مع ذلك، توجد بعض العيوب، مثل الانخفاض التدريجي في سعة المكثف. فإذا كان المكثف يعمل بكفاءة عالية في الإصلاح الذاتي، فسيؤدي ذلك إلى انخفاض ملحوظ في سعته ومقاومته العازلة، وزيادة كبيرة في زاوية الفقد، وتلف سريع للمكثف.

إذا كانت لديكم معلومات حول جوانب أخرى من خصائص الإصلاح الذاتي لمكثفات الأغشية المعدنية، فيرجى مناقشتها معنا.