Kaj je superkondenzator?

Superkondenzator je orodje, ki ponuja zelo visoko električno kapacitivnost v majhnem paketu. Za razliko od običajnih kondenzatorjev superkondenzatorji nimajo dielektrika, električnega izolatorja, ki bi ga lahko polarizirali z uporabo električnega polja. Namesto tega so plošče superkondenzatorja napolnjene z dvema slojema enake snovi. To omogoča ločevanje naboja. Brez potrebe po dielektriku so plošče napolnjene z veliko večjo površino, kar ima za posledico visoko kapacitivnost.

Druga imena za superkondenzator so električni dvoslojni kondenzator, superkondenzator, psevdokondenzator, elektrokemični dvoslojni kondenzator in ultrakondenzator. Superkondenzatorji imajo nenavadno visoko gostoto energije v primerjavi z običajnimi kondenzatorji. Shranjevanje energije poteka s pomočjo statičnega naboja.

Podobno kot litij-ionski kondenzator ima superkondenzator pozitivno katodo, ki uporablja material z aktivnim ogljem. Naboji so shranjeni v električni dvojni plasti. Razvoj plasti poteka na vmesniku med elektrolitom, ki je tekoči medij, skozi katerega poteka elektrika, in ogljikom.

Materiali, uporabljeni pri izdelavi superkondenzatorjev, so različni. Mnogi so narejeni iz aktivnega oglja v prahu. Različne institucije so raziskovale možnost uporabe ogljikovih nanocevk. Za proizvodnjo se uporabljajo tudi nekateri polimeri in grafen, material iz tesno zapakiranih ogljikovih atomov.

Superkondenzatorji imajo več prednosti v primerjavi z baterijami. Ker imajo superkondenzatorji dolgo življenjsko dobo z majhno obrabo, ki se pojavlja v številnih ciklih, imajo tudi nizke stroške na cikel, hitro se polnijo in uporabljajo preproste metode polnjenja. Pomanjkljivosti superkondenzatorjev v primerjavi z baterijami so, da imajo nizko gostoto energije in imajo manj energije na enoto teže v primerjavi z elektrokemičnimi baterijami. Celice superkondenzatorjev imajo tudi nizke napetosti, zaradi česar morajo biti povezane zaporedno z drugimi superkondenzatorji, da dobijo višje napetosti.

Elektrolitski kondenzatorji imajo običajno večjo kapacitivnost kot druge vrste kondenzatorjev. Ena od uporab visoko zmogljivih elektrolitov, kot so superkondenzatorji, je v vozilih na električni pogon, podobnih baterijam za ponovno polnjenje. Kombinacija superkondenzatorja z baterijo v eni enoti ustvari baterijo za električno vozilo. Baterije za električna vozila so dolgotrajne, cenejše in veliko močnejše od drugih tehnologij.

Hibridna vozila in električna vozila uporabljajo sistem shranjevanja energije, ki se lahko polni. Sistem električne energije za ponovno polnjenje, kot je splošno znan, uporablja superkondenzatorje kot sistem za shranjevanje. Kot sistemi za shranjevanje se uporabljajo tudi shranjevanje energije vztrajnika ali rotacijske energije vztrajnika in polnilne električne vlečne baterije.

Druga uporaba superkondenzatorjev je v opremi z lastnim napajanjem, ki jo lahko poganjajo človeške mišice. Mehansko gnana svetilka, ki jo poganja superkondenzator, je obetavna alternativa baterijam za ponovno polnjenje za shranjevanje električne energije. Druge aplikacije vključujejo izboljšanje zmogljivosti prenosnih gorivnih celic, kot so generatorji, in izboljšanje ravnanja z baterijami.