Superkondensatory

Superkondensatory zwane też utrakondensatorami lub kondensatorami dwuwarstwowymi, to urządzenia o ogromnej pojemności elektrycznej dochodzącej do 1000 i więcej Faradów, 10.000 razy przekraczającej pojemności zwykłych kondensatorów. Tak duże pojemności uzyskano dzięki zastosowaniu nowych technologii, głównie nanorurek węglowych umożliwiających uzyskanie bardzo dużych powierzchni czynnej elektrod przy bardzo małej odległości między nimi.

Pierwsze superkondesatory zostały wykonane przez firmę Panasonic pod nazwą "Goldcap". Obecnie produkcja urządzeń zajmuje się więcej firm min. EPCOS, AMS, Electronic, Nec, Maxwell, Tokin, Kanebo, Elna.



Superkondensator można umieścić pomiędzy tradycyjnymi kondensatorami a akumulatorami, ponieważ łączy on cechy każdego z tych elementów . Podobnie jak akumulator potrafi gromadzić duże ilości energii (jednak w dalszym ciągu o rząd niższe) i podobnie do tradycyjnych kondensatorów może w szybki sposób (ze względu na małą wartość rezystancji wewnętrznej) pobierać i oddawać duże wartości mocy (o wiele większe niż kondensatory). Na wykresie poniżej przedstawiono porównanie gęstości mocy i gęstości energii dla akumulatorów i kondensatorów.

Superkondensatory zaliczane są pod względem budowy do kondensatorów elektrolitycznych, także tutaj występuje elektrolit. Nie jest on jednak w postaci swobodnego płynu (jak w przypadku akumulatorów) a wypełnia materiał porowaty (węgiel aktywny). Węgiel z elektrolitem stanowią elektrody przedzielone cienką warstwą separatora. Całość zamknięta jest w szczelnej obudowie.

Zasada gromadzenia ładunku w super kondensatorze jest całkowicie odmienna niż w akumulatorach, czy kondensatorach z dielektrykiem. W akumulatorach elektrolitycznych energia gromadzi się w wiązaniach chemicznych, przy czym reakcje które zachodzą w elektrolicie są odwracalne. W kondensatorach z dielektrykiem gromadzenie energii związane jest z kolei z powstawaniem stanu "napięcia" samych atomów dielektryka. Doprowadzona do takiego kondensatora energia elektryczna powoduje przesunięcie chmury elektronów w dielektryku.

Możliwości praktycznego wykorzystania superkondensatorów są bardzo liczne od układów zasilania, poprzez ogniwa paliwowe, ogniwa PV, po samochody elektryczne. Przeprowadzono próby wykorzystania nowoczesnych baterii ultrakondensatorów EP−COS w hybrydowych pojazdach (m.in. w miejskich autobusach), gdzie wspomagały klasyczne akumulatory, stanowiąc dodatkowy bufor podczas przyspieszania i hamowania.

Ostatnio uwagę skupiono na wykorzystaniu superkondensatorów w hybrydowych pojazdach elektrycznych. Ogniwo paliwowe z membraną polimerową (PEM) ładuje superkondensator, który następnie przechowuje energię elektryczną wykorzystywaną do zasilania silnika. Szybkie cykle ładowania/rozładowania SC można wykorzystać do wygładzenia wymaganej mocy szczytowej ogniwa paliwowego, osiągając niemal równomierne działanie.

Pominę oczywiste pytanie po chuj to tutaj i napiszę tylko, że napięcia pracy takich kondensatorów są niepraktyczne, rzędu kilku V. Wraz ze wzrostem napięcia roboczego rośnie również cena, niestety lawinowo, więc spada i opłacalność ich stosowania. Ale może kiedyś...

Lubie ziomka i jego kanał ale sadistic to nie miejsce na takie rzeczy...

Epsilon, a nie sigma