Superkondensator

En superkondensator er en kondesator med svært stor energitetthet sammenlignet med elektrolyttkondensatorer. Superkondensatorer lades raskt, kan lades mange ganger og kan lagre mye energi og brukes derfor i hybridbiler, tog og heiser for å lagre energien som skapes ved nedbremsing og bruke den når farten skal økes igjen. Navnet superkondensator ble først brukt i 1999 av Brian Evans Conway.

Historie

De første superkondensatorene ble patentert i 1957 av General Electric og baserte seg på en porøs karbonelektrode. Dobbeltlagsmekanismen som gir svært høy kapasitans var da ukjent, noe som fremgikk av patentet. ^[1] Standard oil fikk i 1966 et patent på elektrostatisk lagring av energi i dobbeltlag med ioner. Navnet «superkondensator» ble først brukt i 1999 av kjemiprofessor Brian Evans Conway. ^[2]

Virkemåte

Superkondensatorer benytter et elektrisk dobbeltlag (Helmholtz dobbeltlag) for å lagre energi elektrostatisk. Senere er det kommet superkondensatorer som ved bruk av redoksreaksjon utnytter elektrokjemiske egenskaper i tillegg til de elektrostatiske, såkalt pseudokapasitans, for slik å ytterlige øke kapasitansen. Hybridkondensatorer forsøker å kombinere disse to effektene for slik å få fordelene fra pseudokapasitansen uten ulempene, som er høy pris og mindre stabilitet over tid. ^[3]

I forhold til batterier har superkondensatorer noen fordeler og noen ulemper:

• Lader svært raskt og kan levere mye energi på kort tid.
• Tåler mange runder med lading. Elektrostatiske superkondensatorer kan tåle over 100000, mens elektrokjemiske bare tåler noe over 1000. ^[3]
• Materialene som brukes er normalt ikke giftige
• Lavt energitap, mer enn 95% kan hentes ut igjen.

• Energitettheten per masse har vært vesentlig lavere enn på kjemiske batterier. (3-10 Wh/kg opp til 100 i labforsøk, mens batteriene til Tesla har 254 Wh/kg).
• Spenningen varierer i forhold til energien.

Bruk

Superkondensatorer brukes for å stabilisere strømforsyningen i mange typer forbrukerelektronikk, for eksempel laptoper. Det brukes i defibrilatorer som skal lade ut relativt mye energi i full fart. ^[4]

Toyota Yaris Hybrid-R brukte i 2013 superkondensatorer for å gi ekstra energi.^[5] Lamborghini Sián bruker superkondensatorer som lades når bilen bremser. ^[6]

Hybrid-lokomotiver kan benytte superkondensatorer for å lagre bremseenergien og slik spare 20-25% drivstoff sammenlignet med vanlige diesel-lokomotiver. ^[7] I Mannheim og Heidelberg har flere trikker kjørt uten kjøreledning siden 2003 og 2009. Trikken rekker å lade superkondensatorene mens den står på stoppestedene. ^[8]

Referanser