En superkondensator är ett verktyg som erbjuder mycket hög elektrisk kapacitans i en liten förpackning. Till skillnad från konventionella kondensatorer har superkondensatorer inte ett dielektrikum, en elektrisk isolator som kan polariseras med applicering av ett elektriskt fält. Istället är plattorna på en superkondensator fyllda med två lager av det identiska ämnet. Detta gör det möjligt att separera laddningen. Utan behov av ett dielektrikum är plattorna packade med en mycket större yta, vilket resulterar i hög kapacitans.
Andra namn på en superkondensator är en elektrisk dubbelskiktskondensator, superkondensator, pseudokapacitor, elektrokemisk dubbelskiktskondensator och ultrakondensator. Superkondensatorer har ovanligt höga energitätheter i jämförelse med vanliga kondensatorer. Lagring av energi sker med hjälp av en statisk laddning.
I likhet med en litiumjonkondensator har en superkondensator en positiv katod som använder aktivt kolmaterial. Laddningar lagras i ett elektriskt dubbelskikt. Utvecklingen av skiktet sker i gränsytan mellan elektrolyten, som är det flytande medium genom vilket elektricitet leds, och kolet.
Material som används vid tillverkning av superkondensatorer varierar. Många är gjorda av pulveriserat, aktivt kol. Olika institutioner har undersökt möjligheten att använda kolnanorör. Vissa polymerer samt grafen, ett material tillverkat av tätt packade kolatomer, används också för tillverkning.
Det finns flera fördelar med superkondensatorer jämfört med batterier. Superkondensatorer har en lång livslängd med litet slitage under många cykler och har också en låg kostnad per cykel, laddar snabbt och använder enkla laddningsmetoder. Nackdelarna med superkondensatorer i förhållande till batterier är att de har låg energitäthet och håller mindre energi per viktenhet jämfört med elektrokemiska batterier. Celler av superkondensatorer har också låga spänningar, vilket kräver att de kopplas i serie med andra superkondensatorer för att få högre spänningar.
Elektrolytiska kondensatorer tenderar att ha en kapacitans som är större än andra typer av kondensatorer. En av användningsområdena för högkapacitetselektrolytika, såsom superkondensatorer, är i elektriskt drivna fordon som liknar laddningsbara batterier. Att kombinera en superkondensator med ett batteri i en enda enhet skapar ett elfordonsbatteri. Elfordonsbatterier är långvariga, billigare och mycket kraftfullare än andra tekniker.
Hybridfordon och elfordon använder ett system för att lagra energi, som är uppladdningsbart. Det uppladdningsbara elenergisystemet, som det är allmänt känt, använder superkondensatorer som sitt lagringssystem. Svänghjulsenergilagring, eller rotationsenergin hos ett svänghjul, och laddningsbara elektriska dragbatterier används också som lagringssystem.
En annan användning av superkondensatorer är i självdriven utrustning, som kan drivas av mänskliga muskler. Den mekaniskt drivna ficklampan, som drivs av en superkondensator, är ett lovande alternativ till uppladdningsbara batterier för ellagring. Andra tillämpningar inkluderar förbättrad prestanda för bärbara bränsleceller, såsom generatorer, och förbättrad hantering av batterier.