suprakondensaattoreita

Suprakondensaattorit, joita kutsutaan yleisesti superkondensaattoreiksi, ovat sähköenergiaa nopeasti varastoivia komponentteja. Ne tarjoavat erittäin suurta tehoa lyhyillä aikaväleillä ja kestävät huomattavan määrän lataus- ja purkukierroksia, mutta niiden energian tiheys on tyypillisesti pienempi kuin perinteisissä paristoissa. Tämä tekee niistä eräänlaisia välimiehenä kiertävän energian varastossa – suurempi teho kuin akkukennoilla, mutta pienempi energiatiheys.

Toimintaperiaate perustuu kahteen päämekanismiin. Useimmat suprakondensaattorit rakentuvat elektrolyytin ja elektrodin välille muodostuvan kaksinkertaisen sähkökerroksen varastoinnille (elektro-koolinen varastointi). Joissain laitteissa hyödynnetään lisäksi pseudokapasitaatiota, jossa Faraday-reaktioihin perustuva reaktio lisää varastointikykyä. Päätyypit ovat elektrolyyttikondensaattorit, joissa käytetään suurta pinta-alaa omaavia hiilielektrodeja, pseudokondensaattorit, jotka hyödyntävät nopeita redoksireaktioita, sekä hybridikondensaattorit, jotka yhdistävät näiden mekanismien ominaisuuksia.

Rakenne koostuu kahdesta elektrodista, erottimesta ja elektrolyyttiin perustuvasta nesteestä. Jännite per solu on tyypillisesti noin 0,5–2,7 volttia, ja useiden solujen sarjaan kytkeminen mahdollistaa korkeampia kokonaisjännitteitä. Teho-tiheys on suurempi kuin useimmissa akkukennoissa, ja elinikä voi olla satoja tuhansia jopa miljoonia lataus-/purkukierroksia.

Käyttökohteita ovat esimerkiksi tehovalvontaa tarvitsevat UPS-järjestelmät, nopea energian palautus sähkö- ja raskaankuljetusjärjestelmissä sekä teholevadut kiihdytyksessä ja energiainsinöörin prototyypeissä. Rajoitteina ovat energian tiheydeltään alhaisempi kokonaiskapasiteetti ja kustannukset sekä lämpötilariippuvuus, mutta kehitys jatkuu sekä materiaalien että elektrolyyttien parantamisessa.