Ultrakondensatorer

Ultrakondensatorer, ofta kallade superkondensatorer, är energilagringsenheter som har betydligt högre kapacitans än vanliga elektrolytkondensatorer. Energin lagras främst i det elektriska dubbelskiktet vid elektroden–elektrolytgränsen och i vissa konstruktioner genom snabba redoxprocesser. De erbjuder mycket hög effekt och lång livslängd jämfört med batterier, men deras energitäthet är vanligtvis lägre.

En typisk ultrakondensator består av porösa kollektorer (ofta aktiverat kol eller kolfiber), en elektrolyt och en separator som hindrar kortslutning, samt ledare. Den nominella spänningen per cell ligger ofta omkring 2,5–2,7 volt; flera celler kopplas i serie för större spänning. Energi beräknas som E = 1/2 C V^2. De stora capacitansvärdena uppnås genom den stora ytan mellan elektroden och elektrolyten.

De flesta ultrakondensatorer är EDLC-kondensatorer (elektrisk dubbelskiktkondensatorer). Det finns också pseudokondensatorer som använder snabba redoxreaktioner i material som vissa metalloxider eller konduktiva polymerer för att öka energitätheten. Hybridvarianter kombinerar båda principerna för att förbättra kraft- och energiprestanda.

Användningsområden inkluderar energigenomvinning och återvinning i fordon (till exempel bromsenergi i hybridsystem), kraftbackupp, stödlager i sensorer och telekommunikation, samt korttidskraftstöd i elektroniska system och infrastruktur. Fördelarna är hög effekt, mycket lång livslängd och bred funktionstemperatur. Begränsningar är lägre energitäthet än batterier, större fysisk storlek per energienhet, kostnader och självurladdning.

Framsteg fokuserar på att öka energitätheten hos EDLC-teknologier genom nya material och elektrolyter, samt att optimera integrationen av ultrakondensatorer med andra energikällor i fordon, stationära system och infrastruktur.