Wat is eensupercondensator
Supercondensatoren worden op basis van hun energieopslagmechanisme onderverdeeld in dubbellaagcondensatoren en pseudocondensatoren. Het is een nieuw type energieopslagapparaat met de kenmerken van een hoge vermogensdichtheid, korte laadtijd, lange levensduur, goede temperatuureigenschappen, energiebesparing en milieuvriendelijkheid. Supercondensatoren zijn veelzijdig.
Kunnen supercondensatoren als batterijen dienen?
Supercondensatoren kunnen batterijen vervangen, wat ook een veelbelovende richting voor de toekomst is.
Supercondensatoren, ook wel dubbellaagcondensatoren, elektrochemische condensatoren, gouden condensatoren en Farrah-condensatoren genoemd, slaan energie op door elektrolyten te polariseren. Het is een elektrochemisch element, maar tijdens het energieopslagproces vindt geen chemische reactie plaats. Dit energieopslagproces is omkeerbaar, wat betekent dat een supercondensator honderdduizenden keren kan worden opgeladen en ontladen. Een supercondensator kan worden gezien als twee niet-reactieve poreuze elektrodeplaten die in een elektrolyt zweven. De positieve plaat trekt negatieve ionen in de elektrolyt aan, terwijl de negatieve plaat positieve ionen aantrekt. Zo ontstaan in feite twee capacitieve opslaglagen. De positieve ionen bevinden zich dicht bij de negatieve plaat en de negatieve ionen dicht bij de positieve plaat.
Een supercondensator is een nieuw type condensator, gebaseerd op de theorie van de grensvlakdubbele laag, voorgesteld door de Duitse natuurkundige Helmholtz. Zoals bekend, verschijnen aan beide zijden van het vloeistofoppervlak van een metalen elektrode die in de elektrolytoplossing is geplaatst, tegengestelde ladingen, waardoor een potentiaalverschil tussen de fasen ontstaat. Als vervolgens twee elektroden tegelijkertijd in de elektrolyt worden geplaatst en er een spanning tussen wordt aangelegd die lager is dan de ontledingsspanning van de elektrolytoplossing, bewegen de positieve en negatieve ionen in de elektrolyt onder invloed van het elektrische veld snel naar de polen. Daar vormen ze respectievelijk een dichte ladingslaag op het oppervlak van de twee bovenste elektroden, oftewel een dubbele elektrische laag.
De dubbele elektrische laag die hierdoor ontstaat, is vergelijkbaar met de gepolariseerde lading die door het diëlektricum in een traditionele condensator wordt gegenereerd onder invloed van een elektrisch veld, wat resulteert in een capaciteitseffect. De compacte dubbele elektrische laag is vergelijkbaar met een platte condensator, maar omdat de afstand tussen de ladingslagen veel kleiner is dan de afstand tussen de ladingslagen van een gewone condensator, heeft deze een grotere capaciteit.
De interne weerstand van een dubbellaagcondensator is groter dan die van een aluminium elektrolytische condensator, waardoor deze direct zonder belastingsweerstand kan worden opgeladen. Bij overspanning zal de dubbellaagcondensator het circuit onderbreken zonder het apparaat te beschadigen, in tegenstelling tot de overspanningsdoorslag van een aluminium elektrolytische condensator. Tegelijkertijd kan een dubbellaagcondensator, in vergelijking met een oplaadbare batterij, onbeperkt worden opgeladen, tot wel meer dan 10⁶ keer. De dubbellaagcondensator combineert dus niet alleen de eigenschappen van een condensator met die van een batterij en vormt daarmee een nieuw, uniek component tussen de batterij en de condensator.
Geplaatst op: 11 september 2023