Un supercondensatore è uno strumento che offre una capacità elettrica molto elevata in un piccolo pacchetto. A differenza dei condensatori convenzionali, i supercondensatori non hanno un dielettrico, un isolante elettrico che può essere polarizzato con l’applicazione di un campo elettrico. Invece, le piastre di un supercondensatore sono riempite con due strati della stessa sostanza. Ciò consente di separare la carica. Senza la necessità di un dielettrico, le piastre sono imballate con una superficie molto più ampia, con conseguente elevata capacità.
Altri nomi per un supercondensatore sono un condensatore elettrico a doppio strato, un supercondensatore, uno pseudocapacitore, un condensatore elettrochimico a doppio strato e un ultracapacitore. I supercondensatori hanno densità di energia insolitamente alte rispetto ai normali condensatori. Lo stoccaggio di energia avviene mediante una carica statica.
Simile a un condensatore agli ioni di litio, un supercondensatore ha un catodo positivo che impiega materiale a carbone attivo. Le spese vengono archiviate in un doppio strato elettrico. Lo sviluppo dello strato avviene all’interfaccia tra l’elettrolita, che è il mezzo liquido attraverso il quale viene condotta l’elettricità, e il carbonio.
I materiali utilizzati nella realizzazione dei supercondensatori variano. Molti sono realizzati con carbone attivo in polvere. Varie istituzioni hanno studiato la possibilità di utilizzare nanotubi di carbonio. Alcuni polimeri e il grafene, un materiale fatto di atomi di carbonio strettamente imballati, sono anche usati per la produzione.
I supercondensatori presentano numerosi vantaggi rispetto alle batterie. Avendo una lunga vita con poca usura che si verificano in molti cicli, i supercondensatori hanno anche un basso costo per ciclo, si caricano rapidamente e usano semplici metodi di ricarica. Gli svantaggi dei supercondensatori rispetto alle batterie sono che hanno una bassa densità di energia, trattenendo meno energia per unità di peso rispetto alle batterie elettrochimiche. Le celle dei supercondensatori hanno anche basse tensioni, richiedendo che siano collegate in serie con altri supercondensatori per ottenere tensioni più elevate.
I condensatori elettrolitici tendono ad avere una capacità maggiore di altri tipi di condensatori. Uno degli usi degli elettrolitici ad alta capacità, come i supercondensatori, è nei veicoli elettrici simili alle batterie ricaricabili. La combinazione di un supercondensatore con una batteria in una singola unità crea una batteria per veicoli elettrici. Le batterie dei veicoli elettrici sono di lunga durata, meno costose e molto più potenti di altre tecnologie.
I veicoli ibridi e i veicoli elettrici utilizzano un sistema di accumulo di energia, che è ricaricabile. Il sistema di energia elettrica ricaricabile, come è comunemente noto, utilizza supercondensatori come sistema di accumulo. Anche i sistemi di accumulo vengono utilizzati per immagazzinare l’energia del volano o l’energia di rotazione di un volano e le batterie ricaricabili a trazione elettrica.
Un altro uso dei supercondensatori è nelle apparecchiature autoalimentate, che possono essere alimentate dal muscolo umano. La torcia alimentata meccanicamente, guidata da un supercondensatore, è un’alternativa promettente alle batterie ricaricabili per lo stoccaggio di elettricità. Altre applicazioni includono il miglioramento delle prestazioni per le celle a combustibile portatili, come i generatori, e il miglioramento della gestione delle batterie.