Zarówno ultrakondensatory, jak i baterie są elementami magazynowania energii. Jednak proces magazynowania energii w superkondensatorach jest procesem fizycznym, a w bateriach – reakcją chemiczną. Te dwa procesy różnią się zasadniczo.
Charakterystyka mocy superkondensatora jest lepsza niż akumulatora, który można szybko ładować i rozładowywać dużym prądem. Gęstość energii akumulatora jest wyższa niż superkondensatora, a energia magazynowana przez akumulator w tej samej objętości jest większa. Superkondensator to materiał aktywny na bazie węgla oraz przewodząca sadza i spoiwo w postaci arkusza elektrody. Wykorzystuje on spolaryzowany elektrolit do adsorpcji jonów dodatnich i ujemnych w elektrolicie, tworząc dwuwarstwową strukturę elektryczną do magazynowania energii. Proces magazynowania energii zasadniczo nie zachodzi w wyniku reakcji chemicznej, co zapewnia bardzo długi cykl życia. Czasy ładowania i rozładowywania sięgają ponad 500 000 razy, a czasy ładowania i rozładowywania akumulatora są znacznie krótsze: akumulatory kwasowo-ołowiowe 500 razy, akumulatory litowe 1000-1500 razy. Różne rodzaje czasów ładowania i rozładowywania nie są takie same. Ultrakondensatory pracują w temperaturach szerszych niż akumulatory – od 40 do 65 stopni.
Zastosowanie obu tych rozwiązań również jest różne. Gęstość energii superkondensatora jest niska, ale jego doskonała wydajność cykliczna, ochrona środowiska i wysoka moc sprawiają, że jest on szeroko stosowany w systemach zasilania awaryjnego, ładowania i rozładowywania z wysoką częstotliwością, o wysokiej mocy wyjściowej i innych zastosowaniach. Gęstość energii akumulatora jest wysoka, ale jej zasada działania ogranicza jego żywotność, a przeładowanie i nadmierne rozładowanie powoduje nieodwracalne uszkodzenia i jest szkodliwe dla środowiska. Jednak w przypadku braku komponentów do magazynowania energii, które mogłyby zastąpić tak wysoką gęstość energii, przyszłość należy do akumulatorów (litowo-jonowych) jeszcze przez długi czas, a nawet zastąpią benzynę i inne paliwa, stając się głównym źródłem energii kinetycznej pojazdów.
Związek pomiędzy tymi dwoma rozwiązaniami polega na tym, że zalety dużej mocy wyjściowej superkondensatora i zdolność do przyjmowania wysokiego prądu ładowania i rozładowywania można połączyć z dużą gęstością energii akumulatora, co przełoży się na poprawę żywotności akumulatora i oszczędność energii w pojazdach elektrycznych.
Czas publikacji: 19.09.2023