Fuusioenergian viimeaikaiset edistysaskeleet herättävät toSuperkondensaattori on laite, joka varastoi sähköenergiaa sähköstaattisesti elektrodien ja elektrolyytin rajapinnalle ilman kemiallisia reaktioita. Superkondensaattori latautuu sekunneissa tai minuuteissa ja pystyy vapauttamaan kaiken tallentamansa energian hyvin nopeasti. Se myös kestää paljon enemmän lataus- ja purkukertoja kuin kemialliseen reaktioon perustuva akku, joten se ei mene helposti rikki.
Vuosikymmenten kehitystyö
Ensimmäiset kaupalliset superkondensaattorit patentoitiin jo vuonna 1966, mutta ne alkoivat yleistyä kuitenkin vasta 90-luvulla, jolloin niitä käytettiin erityisesti muistin suojaamisessa ja sisäisessä akkuvaravirrassa. Superkondensaattoreiden kehitys on ottanut uusia harppauksia 2000-luvulla. Nanomateriaalit, kuten grafeeni ja hiilipohjaiset komposiitit ovat mahdollistaneet niiden suorituskyvyn parantamisen. Uudet elektrolyytit ja pseudokapasitiiviset materiaalit ovat myös mahdollistaneet superkondensaattoreiden energiatiheyden parantamisen. Pseudokapasitanssi on tapa, jolla superkondensaattori voi varastoida ylimääräistä energiaa kemiallisten reaktioiden avulla, vaikka se ei ole varsinainen akku. Se täydentää sähköstaattista varauksen keräämistä.
Uusimpana kehitysvaiheena ovat nk. Hybridisuperkondensaattorit, jotka yhdistävät superkondensaattorien tehotiheyden ja akkujen energiatiheyden, minkä ansiosta ne soveltuvat paremmin monipuolisempiin energianvarastointisovelluksiin. Niiden energiatiheys kasvaa moninkertaiseksi, mutta samalla tehontiheys putoaa ja latausaika kasvaa.
Sovelluksia tutkitaan
Superkondensaattoreiden sovelluksia on käytössä esimerkiksi liikenteessä, teollisuudessa sekä kulutuselektroniikassa. Superkondensaattoreita käytetään esimerkiksi hybridiautojen ja sähköbussien käynnistysjärjestelmissä sekä jarrutusenergian talteenotossa ja eteenpäin luovutuksessa.
Lisäksi superkondensaattoreita hyödynnetään sähkön laadun hallinnassa ja uusiutuvien energialähteiden tuotantotehon vaihteluiden tasaamisessa. Elektroniikassa niiden avulla voidaan pitää laitteet käynnissä hetkellisten virtakatkosten aikana. Se sopii esimerkiksi muistien suojaamiseen ja sisäiseen varavirtakäyttöön.
Superkondensaattoreilla on isoin potentiaali erityisesti sovelluksissa, joissa tarvitaan suurta tehotiheyttä ja nopeaa energian vapauttamista.
Superkondensaattorit ovat siis erittäin kiinnostava teknologia sekä tutkimus ja kehityskohde. Uusia mielenkiintoisia, yllättäviäkin sovelluksia niihin pohjautuen saattaa ilmaantua markkinoille lähivuosina.
Lisää aiheesta katsottavissa videolla WIC Science Channel Suomi Youtube-kanavalla. Ota tieteen ja teknologioiden uudet tuulet haltuun ja seurantaan!
