Superkondensaator vs kondensaator vs patarei:

Igati hea ja informatiivne video, mis näitab nö näppude peal, mille poolest erineb superkondensaator tavalisest kondensaatorist või patareist. Tegime videole ka eestikeelsed subtiitrid, aga selleks hetkeks ei ole need veel heaks kiidetud ja nähtavad.

Selle valdkonna asjatundjana kirjutab Tavo Romann 26.04 Novaatoris [1] niimoodi:

"Superkondensaator on lihtne elektrienergia salvestamise seade, mis koosneb kahest suure eripinnaga süsinikelektroodist, need on eraldatud poorse membraaniga ja kastetud ioonjuhtiva elektrolüüdi lahusesse. Superkondensaatoril on kõrgem kasutegur, pikem eluiga ja suurem võimsus kui akudel, ent väiksem energiatihedus massiühiku kohta.

Suur võimsus tähendab, et superkondensaatori laadimine võtab kümme sekundit, seda akude tunni vastu. Väiksem energiatihedus tähendab, et kui liitium-ioon akuga sõidab elektriauto 160 kilomeetrit, siis superkondensaatoriga ainult 12 kilomeetrit.

Seega akut superkondensaator enamasti ei asenda, aga mõningaid rakendusi leidub näiteks elektriliste tõstukite näol või pidurdusenergia salvestamisel elektrirongides. Kõige suurem turul oleva klassikalise superkondensaatori energiatihedus on praegu kümme Wh/kg, mida toodab Tartust võrsunud ettevõte Skeleton Technologies. Siiski on üsna reaalne lähitulevikus uute grafeeni ja ioonsete vedelike tehnoloogiate kasutamisel kahekordistada superkondensaatorite energiatihedust."

Tänaseks ongi teada antud, et uudsetes grafeenil põhinevates superkondensaatorites on saavutatud energiatiheduseks 131 Wh/kg ja see on peaaegu neli korda rohkem, kui oli eelnev rekord [2]. Li-ioon akude vastav näitaja on 200 Wh/kg. Siinkohal on ka paslik mainida, et hinnanguliselt on fossiilkütustel töötavate autode võistlemiseks tarvis saavutada 1000Wh/kg [2].

Siiski, uurimistöö superkondensaatorite parendamiseks käib väga suure hooga (vt kasvõi füüsikaportaali kokku kogutud uudiste voogu). Küllap tulevad ka läbimurded ja elektriauto aku saabki 15 sekundiga laetud.

Lisaküsimus: Milline peab olema voolutugevus selleks, et 15 sekundiga ära laadida 100 kg kaaluv 1000Wh/kg energiatihedusega superkondensaator?

Allikad:

[1] novaator.err.ee
[2] http://spectrum.ieee.org/nanoclast/semiconductors/materials/supercapacitors-take-huge-leap-in-performance