¿Qué es un supercondensador?

Los condensadores estándar están compuestos por dos placas metálicas o electrodos separados por una sustancia dieléctrica. Cuando se aplica un voltaje, los electrones se acumulan en uno de los electrodos, almacenando la carga eléctrica.

Mientras tanto, el material dieléctrico colocado entre los electrodos se somete a un proceso conocido como "polarización dieléctrica", que contribuye a aumentar la capacitancia.

Los supercondensadores funcionan con los mismos principios, con la excepción de que el material de cuña es una solución electrolítica en lugar de un contenido dieléctrico. Cuando se aplica voltaje, se forma una "doble capa eléctrica", que alinea las cargas negativas y positivas a lo largo de los límites de los electrodos y la solución electrolítica.

Esta ubicación sirve como almacén de cargas eléctricas. El carbón activado se usa con frecuencia para aumentar el tamaño de las áreas limítrofes. Esto se debe a que la capacitancia de un supercondensador es proporcional al área de la "doble capa eléctrica". Este carbón activado es un material poroso muy conocido con numerosos agujeros en la superficie que ayudan a cubrir una gran superficie.

Los supercondensadores tienen la misma estructura que una batería típica para el almacenamiento de electricidad debido a la solución electrolítica y los electrodos. En una batería, ocurren reacciones químicas entre la solución electrolítica y los electrodos; sin embargo, los supercondensadores solo permiten que los electrones se muevan entre los electrodos. Debido a estas distinciones, las propiedades de una batería y un supercondensador difieren.

¿Cuáles son los beneficios de un supercondensador?

Tiempo de carga

Los tiempos de carga y descarga de los supercondensadores son equivalentes a los de los condensadores convencionales. Teniendo en cuenta su baja resistencia interna, pueden obtener importantes corrientes de carga y descarga. Las baterías pueden tardar muchas horas en cargarse por completo (la batería de un teléfono móvil es un buen ejemplo), mientras que los supercondensadores pueden alcanzar el mismo estado de carga en menos de dos minutos.

Poder definitivo

La energía específica de una batería o supercondensador es una métrica utilizada para evaluar diferentes tecnologías en función de la salida de potencia máxima dividida por la masa total del dispositivo. Los supercondensadores tienen una potencia específica que es de 5 a 10 veces mayor que la de las baterías. Por ejemplo, mientras que las baterías de iones de litio tienen una potencia específica de 1 a 3 kW/kg, un supercondensador típico tiene una potencia específica de alrededor de 10 kW/kg. Esta propiedad es particularmente importante en aplicaciones que exigen que el dispositivo de almacenamiento libere energía en ráfagas cortas.

Ciclo de vida y seguridad de un supercondensador

Cuando se tratan injustamente, las baterías de supercondensadores son más seguras que las baterías estándar. Cuando las baterías se cortocircuitan, se sabe que se queman espontáneamente debido al calentamiento excesivo; sin embargo, los supercondensadores no se calientan tanto debido a su baja resistencia interna. 

Los supercondensadores se pueden cargar y descargar más de 15 000 veces con una degradación mínima, mientras que una batería de iones de litio normal solo se puede cargar y descargar 300 veces o menos con la misma pérdida. Esto hace que los supercondensadores sean extremadamente útiles en aplicaciones que requieren almacenamiento y liberación de energía frecuentes.

Fuente: Dotmod