O que é um supercapacitor?

Os capacitores padrão são compostos de duas placas metálicas ou eletrodos separados por uma substância dielétrica. Quando uma tensão é aplicada, os elétrons se acumulam em um dos eletrodos, armazenando a carga elétrica.

Enquanto isso, o material dielétrico colocado entre os eletrodos passa por um processo conhecido como “polarização dielétrica”, que contribui para o aumento da capacitância.

Os supercapacitores operam com os mesmos princípios, com a exceção de que o material de encunhamento é uma solução eletrolítica em vez de um conteúdo dielétrico. Quando a tensão é aplicada, forma-se uma “camada dupla elétrica”, que alinha cargas negativas e positivas ao longo dos limites dos eletrodos e da solução eletrolítica.

Este local serve como depósito de cargas elétricas. O carvão ativado é freqüentemente usado para aumentar o tamanho das áreas limítrofes. Isso ocorre porque a capacitância de um supercapacitor é proporcional à área da “dupla camada elétrica”. Este carvão ativado é um material poroso bem conhecido com numerosos orifícios superficiais que ajudam a cobrir uma grande área de superfície.

Os supercapacitores têm a mesma estrutura de uma bateria típica para armazenamento de eletricidade devido à solução eletrolítica e aos eletrodos. Em uma bateria, ocorrem reações químicas entre a solução eletrolítica e os eletrodos; no entanto, os supercapacitores permitem apenas que os elétrons se movam entre os eletrodos. Devido a essas distinções, as propriedades de uma bateria e de um supercapacitor diferem.

Quais são os benefícios de um Super Capacitor?

O tempo de carga

Os tempos de carga e descarga dos supercapacitores são equivalentes aos dos condensadores convencionais. Considerando sua baixa resistência interna, podem obter correntes de carga e descarga significativas. As baterias podem levar muitas horas para carregar totalmente – uma bateria de telefone celular é um bom exemplo – enquanto os supercapacitores podem atingir o mesmo estado de carga em menos de dois minutos.

Poder Definido

A energia específica de uma bateria ou supercapacitor é uma métrica usada para avaliar diferentes tecnologias com base na potência máxima dividida pela massa total do dispositivo. Os supercapacitores têm uma potência específica de 5 a 10 vezes a das baterias. Por exemplo, enquanto as baterias de íons de lítio têm uma potência específica de 1 a 3 kW/kg, um supercapacitor típico tem uma potência específica de cerca de 10 kW/kg. Essa propriedade é particularmente importante em aplicações que exigem que o dispositivo de armazenamento libere energia em rajadas curtas.

Ciclo de vida e segurança de um supercapacitor

Quando tratadas injustamente, as baterias de supercapacitor são mais seguras do que as baterias padrão. Quando as baterias estão em curto-circuito, elas entram em combustão espontânea devido ao aquecimento excessivo; no entanto, os supercapacitores não aquecem tanto devido à sua baixa resistência interna. 

Supercapacitores podem ser carregados e descarregados mais de 15.000 vezes com degradação mínima, enquanto uma bateria de íon de lítio normal só pode ser carregada e descarregada 300 vezes ou menos com a mesma perda. Isso torna os supercapacitores extremamente úteis em aplicações que exigem armazenamento e liberação frequentes de energia.

Fonte: Dotmod