Um supercapacitor é uma ferramenta que oferece uma capacitância elétrica muito alta em um pacote pequeno. Ao contrário dos capacitores convencionais, os supercapacitores não possuem um dielétrico, um isolante elétrico que pode ser polarizado com a aplicação de um campo elétrico. Em vez disso, as placas de um supercapacitor são preenchidas com duas camadas da mesma substância. Isso permite separar a carga. Sem a necessidade de um dielétrico, as placas são embaladas com uma área de superfície muito maior, resultando em alta capacitância.
Outros nomes para um supercapacitor são capacitor elétrico de camada dupla, supercondensador, pseudocapacitor, capacitor eletroquímico de camada dupla e ultracapacitor. Os supercapacitores têm densidades de energia excepcionalmente altas em comparação com os capacitores regulares. O armazenamento de energia é feito por meio de uma carga estática.
Semelhante a um capacitor de íon-lítio, um supercapacitor tem um cátodo positivo que emprega material de carbono ativado. As cargas são armazenadas em uma camada dupla elétrica. O desenvolvimento da camada ocorre na interface entre o eletrólito, que é o meio líquido através do qual a eletricidade é conduzida, e o carbono.
Os materiais usados na fabricação dos supercapacitores variam. Muitos são feitos de carvão ativado em pó. Várias instituições pesquisaram a possibilidade de usar nanotubos de carbono. Certos polímeros, bem como o grafeno, um material feito de átomos de carbono compactados, também são usados para a produção.
Existem várias vantagens dos supercapacitores em relação às baterias. Tendo uma longa vida com pouco desgaste ocorrendo ao longo de muitos ciclos, os supercapacitores também têm um baixo custo por ciclo, carregam rapidamente e usam métodos simples de carregamento. As desvantagens dos supercondensadores em relação às baterias são que eles possuem baixas densidades de energia, retendo menos energia por unidade de peso quando comparados às baterias eletroquímicas. As células dos supercapacitores também têm tensões baixas, exigindo que sejam conectadas em série com outros supercapacitores para obter tensões mais altas.
Os capacitores eletrolíticos tendem a ter uma capacitância maior do que outros tipos de capacitores. Um dos usos de eletrolíticos de alta capacidade, como supercapacitores, é em veículos movidos a eletricidade semelhantes a baterias recarregáveis. Combinar um supercapacitor com uma bateria em uma única unidade cria uma bateria de veículo elétrico. As baterias de veículos elétricos são de longa duração, menos caras e muito mais potentes do que outras tecnologias.
Os veículos híbridos e elétricos utilizam um sistema de armazenamento de energia, que é recarregável. O sistema de energia elétrica recarregável, como é comumente conhecido, usa supercapacitores como sistema de armazenamento. O armazenamento de energia do volante, ou a energia rotacional de um volante, e baterias recarregáveis de tração elétrica também são usados como sistemas de armazenamento.
Outro uso dos supercapacitores é em equipamentos com alimentação própria, que podem ser movidos por músculos humanos. A lanterna mecanicamente acionada por um supercapacitor é uma alternativa promissora às baterias recarregáveis para armazenamento de eletricidade. Outras aplicações incluem o aprimoramento do desempenho de células de combustível portáteis, como geradores, e o aprimoramento do manuseio de baterias.