Kaj so ultrakondenzatorji?

Ultrakondenzator je nov način shranjevanja električne energije, ki bo v bližnji prihodnosti zasenčil kemične baterije. Namesto da energijo shranjuje elektrokemično, jo shranjuje v električnem polju. Ultrakondenzatorji imajo številne prednosti pred običajnimi baterijami, vključno z življenjsko dobo več kot 10 let, odpornostjo na temperaturne spremembe, udarce, prekomerno polnjenje in učinkovitost praznjenja. Zahtevajo manj vzdrževanja kot običajne baterije in so pri odlaganju lahke za okolje, ker nimajo strupenih kemikalij.

Te futuristične baterije izdelujejo že od šestdesetih let prejšnjega stoletja, vendar so šele v zadnjem desetletju postale stroškovno učinkovite za uporabo v orodjih za požiranje električne energije od električnih avtomobilov do specializiranih računalnikov. Priljubljene so za “premostitvene” aplikacije, pri katerih se rezervno napajanje vklopi, ko primarni sistemi odpovejo in ustvarijo sheme napajanja z “ničelnim izpadom”. Ker jih ni mogoče prenapolniti, so ultrakondenzatorji idealni za povračilo energije zaradi stvari, kot je zaviranje. In jih je mogoče napolniti v nekaj minutah. Edina pomanjkljivost ultrakondenzatorjev je, da morajo biti večji od baterij, da si lahko delijo enak naboj.

Vendar pa se bo zaradi nedavnega napredka na MIT to kmalu spremenilo. Količina naboja, ki jo lahko zadrži ultrakondenzator na enoto teže, je sorazmerna z njegovo notranjo površino. Večina ultrakondenzatorjev uporablja porozni ogljik za shranjevanje naboja. Vendar ta ogljik na atomski lestvici ni popolnoma porozen, kjer ima bolj očitno kleno strukturo. Raziskovalci so pokazali, da je z uporabo omrežij ogljikovih nanocevk, ki so široke le nekaj atomov, a dolge več deset tisoč atomov, mogoče zgraditi strukture, ki maksimizirajo površino in omogočajo, da se prostornina baterije stisne kar 25-krat. Ultrakondenzatorji, napolnjeni z nanocevkami, imajo potencial, da presežejo običajne baterije v različnih aplikacijah za shranjevanje energije.

Ultrakondenzatorji, če bi postali razširjeni, bi pomenili prvi resen odmik od običajne paradigme elektrokemičnih baterij, odkar jih je izumil Volta pred več kot 200 leti.