Kas yra superkondensatorius?

Superkondensatorius yra įrankis, siūlantis labai didelę elektrinę talpą mažoje pakuotėje. Skirtingai nuo įprastų kondensatorių, superkondensatoriai neturi dielektriko, elektros izoliatoriaus, kurį būtų galima poliarizuoti naudojant elektrinį lauką. Vietoj to, superkondensatoriaus plokštės yra užpildytos dviem tos pačios medžiagos sluoksniais. Tai leidžia atskirti įkrovą. Nereikalaujant dielektriko, plokštės yra supakuotos su daug didesniu paviršiaus plotu, todėl yra didelė talpa.

Kiti superkondensatorių pavadinimai yra elektrinis dvisluoksnis kondensatorius, superkondensatorius, pseudokendensatorius, elektrocheminis dvisluoksnis kondensatorius ir ultrakondensatorius. Superkondensatoriai turi neįprastai didelį energijos tankį, palyginti su įprastiniais kondensatoriais. Energija kaupiama naudojant statinį krūvį.

Panašiai kaip ličio jonų kondensatorius, superkondensatorius turi teigiamą katodą, kuriame naudojama aktyvuota anglis. Kroviniai kaupiami elektriniame dvigubame sluoksnyje. Sluoksnio vystymasis vyksta sąsajoje tarp elektrolito, kuris yra skysta terpė, per kurią praleidžiama elektra, ir anglies.

Superkondensatoriams gaminti naudojamos įvairios medžiagos. Daugelis jų yra pagaminti iš aktyvintos anglies miltelių. Įvairios institucijos tyrinėjo anglies nanovamzdelių panaudojimo galimybę. Gamybai taip pat naudojami tam tikri polimerai, taip pat grafenas – medžiaga, pagaminta iš sandariai supakuotų anglies atomų.

Yra keletas superkondensatorių pranašumų, palyginti su baterijomis. Superkondensatoriai, pasižymintys ilgą tarnavimo laiką ir nedideliu nusidėvėjimu per daugelį ciklų, taip pat turi mažą ciklo kainą, greitai įkraunami ir naudoja paprastus įkrovimo būdus. Superkondensatorių trūkumai, palyginti su baterijomis, yra tai, kad jie turi mažą energijos tankį ir išlaiko mažiau energijos svorio vienetui, palyginti su elektrocheminėmis baterijomis. Superkondensatorių elementai taip pat turi žemą įtampą, todėl norint gauti aukštesnę įtampą, jie turi būti nuosekliai sujungti su kitais superkondensatoriais.

Elektrolitiniai kondensatoriai paprastai turi didesnę talpą nei kitų tipų kondensatoriai. Vienas iš didelės talpos elektrolitinių medžiagų, tokių kaip superkondensatoriai, panaudojimo būdų yra elektra varomose transporto priemonėse, panašiose į įkraunamas baterijas. Sujungus superkondensatorių su baterija viename bloke, sukuriama elektromobilio baterija. Elektromobilių akumuliatoriai yra ilgaamžiai, pigesni ir daug galingesni nei kitos technologijos.

Hibridinėse ir elektrinėse transporto priemonėse naudojama energijos kaupimo sistema, kuri yra įkraunama. Įkraunama elektros energijos sistema, kaip ji plačiai žinoma, naudoja superkondensatorius kaip saugojimo sistemą. Smagračio energijos kaupimas arba smagračio sukimosi energija ir įkraunami elektriniai traukos akumuliatoriai taip pat naudojami kaip kaupimo sistemos.

Kitas superkondensatorių panaudojimas yra savaeigėje įrangoje, kuri gali būti maitinama žmogaus raumenimis. Mechaniškai maitinamas žibintuvėlis, varomas superkondensatoriaus, yra daug žadanti alternatyva įkraunamiems akumuliatoriams elektros kaupimui. Kitos programos apima nešiojamųjų kuro elementų, tokių kaip generatoriai, našumo didinimą ir baterijų valdymo gerinimą.