Superkondensator
![](http://upload.wikimedia.org/wikipedia/commons/thumb/8/83/Supercapacitor_diagram.svg/250px-Supercapacitor_diagram.svg.png)
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
- ^ https://patents.google.com/patent/US2800616A/en
- ^ Electrochemical Supercapacitors: Scientific Fundamentals and Technological Applications, Brian E. Conway, 1999
- ^ a b Supercapacitors: A Brief Overview, Marin S. Halper, James C. Ellenbogen
- ^ «Arkivert kopi». Arkivert fra originalen 11. januar 2014. Besøkt 8. november 2019.
- ^ https://www.dinside.no/motor/miljobombe-toyota-yaris-hybrid-r/61263600
- ^ https://edition.cnn.com/2019/11/05/cars/lamborghini-supercar-electric-supercapacitor/index.html
- ^ http://cdn.intechopen.com/pdfs/17059/InTech-Management_of_locomotive_tractive_energy_resources.pdf
- ^ «Arkivert kopi». Arkivert fra originalen 5. august 2020. Besøkt 8. november 2019.