Kas ir superkondensators?

Superkondensators ir rīks, kas piedāvā ļoti augstu elektrisko kapacitāti nelielā iepakojumā. Atšķirībā no parastajiem kondensatoriem, superkondensatoriem nav dielektriķa, elektriskā izolatora, ko var polarizēt, izmantojot elektrisko lauku. Tā vietā superkondensatora plāksnes ir piepildītas ar diviem identiskas vielas slāņiem. Tas ļauj atdalīt lādiņu. Bez nepieciešamības pēc dielektriķa, plāksnes ir pildītas ar daudz lielāku virsmas laukumu, kā rezultātā tiek iegūta liela kapacitāte.

Citi superkondensatoru nosaukumi ir elektriskais divslāņu kondensators, superkondensators, pseidokensators, elektroķīmiskais divslāņu kondensators un ultrakondensators. Superkondensatoriem ir neparasti augsts enerģijas blīvums salīdzinājumā ar parastajiem kondensatoriem. Enerģijas uzkrāšana notiek ar statiskā lādiņa palīdzību.

Līdzīgi kā litija jonu kondensatoram, superkondensatoram ir pozitīvs katods, kurā tiek izmantots aktīvās ogles materiāls. Uzlādes tiek glabātas elektriskā dubultā slānī. Slāņa attīstība notiek saskarē starp elektrolītu, kas ir šķidrā vide, caur kuru tiek vadīta elektrība, un oglekli.

Superkondensatoru ražošanā izmantotie materiāli ir dažādi. Daudzi ir izgatavoti no pulverveida, aktīvās ogles. Dažādas institūcijas ir pētījušas iespēju izmantot oglekļa nanocaurules. Ražošanā tiek izmantoti arī noteikti polimēri, kā arī grafēns, materiāls, kas izgatavots no cieši sablīvētiem oglekļa atomiem.

Superkondensatoriem ir vairākas priekšrocības salīdzinājumā ar akumulatoriem. Tā kā superkondensatoriem ir ilgs kalpošanas laiks un neliels nolietojums daudzos ciklos, tiem ir arī zemas cikla izmaksas, tie tiek ātri uzlādēti un izmanto vienkāršas uzlādes metodes. Superkondensatoru trūkumi salīdzinājumā ar baterijām ir tādi, ka tiem ir zems enerģijas blīvums, kas satur mazāk enerģijas uz svara vienību, salīdzinot ar elektroķīmiskajām baterijām. Superkondensatoru šūnām ir arī zems spriegums, tāpēc, lai iegūtu lielāku spriegumu, tie ir jāsavieno virknē ar citiem superkondensatoriem.

Elektrolītiskajiem kondensatoriem parasti ir lielāka kapacitāte nekā cita veida kondensatoriem. Viens no lieljaudas elektrolītisko līdzekļu, piemēram, superkondensatoru, izmantošanas veidiem ir elektriski darbināmos transportlīdzekļos, kas ir līdzīgi uzlādējamiem akumulatoriem. Apvienojot superkondensatoru ar akumulatoru vienā vienībā, tiek izveidots elektriskā transportlīdzekļa akumulators. Elektrisko transportlīdzekļu akumulatori ir ilgmūžīgi, lētāki un daudz jaudīgāki nekā citas tehnoloģijas.

Hibrīdautomobiļi un elektriskie transportlīdzekļi izmanto enerģijas uzkrāšanas sistēmu, kas ir uzlādējama. Atkārtoti uzlādējamā elektroenerģijas sistēmā, kā tas ir plaši pazīstams, kā uzglabāšanas sistēma tiek izmantoti superkondensatori. Kā uzglabāšanas sistēmas tiek izmantotas arī spararata enerģijas uzkrāšanas jeb spararata rotācijas enerģija un uzlādējamās elektriskās vilces baterijas.

Vēl viens superkondensatoru pielietojums ir pašpietiekamas iekārtas, kuras var darbināt ar cilvēka muskuļiem. Mehāniski darbināms lukturītis, ko darbina superkondensators, ir daudzsološa alternatīva uzlādējamām baterijām elektroenerģijas uzglabāšanai. Citas lietojumprogrammas ietver pārnēsājamo degvielas elementu, piemēram, ģeneratoru, veiktspējas uzlabošanu un bateriju apstrādes uzlabošanu.