superkondensatorer

Et superkondensator, ofte betegnet ultrakondensator, er et energilager, der lagrer energi primært som elektrisk felt. Energilagringen sker gennem to mekanismer: elektrostatisk lagring i en elektrisk dobbeltlag mellem elektrode og elektrolyt (EDLC), og pseudokapacitans, der opnås via overfladebetingede redoxreaktioner ved elektrodematerialerne. Mange moderne enheder kombinerer begge principper i hybride konstruktioner for at forbedre den samlede ydeevne.

Typiske elektrode-materialer er højoverflade aktiveret kulstof til EDLC'er, mens pseudokapacitorer anvender metaloxider eller gennemførende polymerer. Elektrolytter kan være vandbaserede, organiske opløsninger eller ioniske væsker, hvilket bestemmer spændingsvindue og sikkerhedsprofil. Spændingsvinduet pr. celle ligger normalt i området omkring 2,5 til 3,0 volt for organisk eller ionisk elektrolyt, og derved kræves seriekobling til højere nominelle spændinger.

Funktionelle egenskaber: superkondensatorer har meget høj effektkapacitet og hurtig respons, hvilket gør dem i stand til at levere eller modtage energi i millisekunder til sekunder. Energiteten er lavere end i traditionelle batterier, typisk omkring 5–20 Wh/kg for EDLC'er, til lidt højere tal for pseudokapacitorer og hybrider. Levetiden er normalt lang, med hundredetusinder cyklusser og lav selvafladning, men temperaturen påvirker ydelsen.

Anvendelser omfatter regenerative bremseanlæg i køretøjer, strøm- og stabilitetslagring i energisystemer, UPS- og backup-applikationer samt bufferlagring i elektroniske enheder og telekommunikation.

Udfordringerne omfatter lav energitethed sammenlignet med batterier og pris, samt behov for sikre og kosteffektive elektrolytter og materialer. Forskning fokuserer på nye nanostrukturer, kombinationer af EDLC og pseudokapacitans samt integration med effektstyring og systemer.