Cos'è un Super Condensatore?

I condensatori standard sono composti da due piastre metalliche o elettrodi separati da una sostanza dielettrica. Quando viene applicata una tensione, gli elettroni si accumulano su uno degli elettrodi, immagazzinando la carica elettrica.

Nel frattempo, il materiale dielettrico nascosto tra gli elettrodi subisce un processo noto come "polarizzazione dielettrica", che contribuisce all'aumento della capacità.

I super condensatori funzionano secondo gli stessi principi, con l'eccezione che il materiale di incuneamento è una soluzione elettrolitica piuttosto che un contenuto dielettrico. Quando viene applicata la tensione, si forma un "doppio strato elettrico", che allinea sia le cariche negative che positive lungo i confini degli elettrodi e della soluzione elettrolitica.

Questa posizione funge da magazzino per le cariche elettriche. Il carbone attivo viene spesso utilizzato per aumentare le dimensioni delle aree di confine. Questo perché la capacità di un supercondensatore è proporzionale all'area del "doppio strato elettrico". Questo carbone attivo è un noto materiale poroso con numerosi fori superficiali che aiutano a coprire un'ampia superficie.

I supercondensatori hanno la stessa struttura di una tipica batteria per l'accumulo di elettricità grazie alla soluzione elettrolitica e agli elettrodi. In una batteria si verificano reazioni chimiche tra la soluzione elettrolitica e gli elettrodi; tuttavia, i super condensatori consentono solo agli elettroni di muoversi tra gli elettrodi. A causa di queste distinzioni, le proprietà di una batteria e di un supercondensatore differiscono.

Quali sono i vantaggi di un Super Condensatore?

Tempo di carica

I tempi di carica e scarica dei supercondensatori sono equivalenti a quelli dei condensatori convenzionali. Data la loro bassa resistenza interna, possono ottenere notevoli correnti di carica e scarica. Le batterie possono impiegare molte ore per caricarsi completamente – la batteria di un telefono cellulare è un buon esempio – mentre i supercondensatori possono raggiungere lo stesso stato di carica in meno di due minuti.

Potere definito

L'energia specifica di una batteria o di un supercondensatore è una metrica utilizzata per valutare diverse tecnologie in base alla potenza massima in uscita divisa per la massa totale del dispositivo. I supercondensatori hanno una potenza specifica da 5 a 10 volte superiore a quella delle batterie. Ad esempio, mentre le batterie agli ioni di litio hanno una potenza specifica di 1 – 3 kW/kg, un tipico supercondensatore ha una potenza specifica di circa 10 kW/kg. Questa proprietà è particolarmente importante nelle applicazioni che richiedono al dispositivo di archiviazione di rilasciare energia in brevi periodi.

Ciclo di vita e sicurezza di un supercondensatore

Se trattate ingiustamente, le batterie a supercondensatore sono più sicure delle batterie standard. Quando le batterie sono in cortocircuito, è noto che bruciano spontaneamente a causa dell'eccessivo riscaldamento; tuttavia, i supercondensatori non si riscaldano molto a causa della loro bassa resistenza interna. 

I super condensatori possono essere caricati e scaricati oltre 15.000 volte con un degrado minimo, mentre una normale batteria agli ioni di litio può essere caricata e scaricata solo 300 volte o meno con la stessa perdita. Ciò rende i supercondensatori estremamente utili in applicazioni che richiedono frequenti immagazzinamenti e rilasci di energia.

Fonte: Dotmod