Superkondensatoren - Definition
Superkondensatoren - Definition
Der Superkondensator ist ein elektrisches Energiespeicherelement mit einer viel höheren Kapazität als herkömmliche Elektrolytische Kondensatoren, das jedoch nach anderen Prinzipien als klassische chemische Zellen funktioniert. Er wird auch als Doppelschichtkondensator oder Ultrakondensator bezeichnet und nutzt das Phänomen einer doppelten elektrischen Schicht und - in einigen Ausführungen - den Pseudokapazitätseffekt, der die Akkumulation sehr großer Ladungen bei relativ geringer Größe und hohem Wirkungsgrad des Lade-/Entladezyklus ermöglicht.
Die Struktur eines Superkondensators basiert auf der Verwendung von Elektroden mit einer großen spezifischen Oberfläche, die meist aus porösem Aktivkohle hergestellt sind, und Elektrolyt, bei dem die Ladungstrennung an der Phasengrenze stattfindet. Als Ergebnis dieses Prozesses bildet sich eine elektrische Doppelschicht, deren Kapazität Hunderte oder Tausende Farad (F) erreichen kann. Eine vollständige chemische Reaktion wie bei Akkus findet nicht statt, was sich in einer wesentlich längeren Lebensdauer des Geräts niederschlägt - die Zahl der Betriebszyklen kann Millionen erreichen.
Superkondensatoren vereinen die Eigenschaften von Kondensatoren und Akkus und bieten eine hohe Leistungsdichte (d. h. die Fähigkeit, Energie schnell zu übertragen) und eine mittlere Energiedichte (d. h. die pro Masse oder Volumen gespeicherte Energiemenge). Ihre Betriebsspannung ist relativ niedrig, so dass häufig Reihenschaltungen mit zusätzlichen Ausgleichsschaltungen verwendet werden.
In der Praxis werden sie in Energierückgewinnungssystemen (z. B. KERS in Fahrzeugen), Notstromversorgungen, mobilen Geräten, Unterhaltungselektronik und als Energiepuffer in gepulsten Systemen und Systemen erneuerbarer Energiequellen eingesetzt. Zu ihren Vorteilen gehören die schnelle Aufladung, der geringe Innenwiderstand und die Beständigkeit gegenüber extremen Temperaturen und mechanischen Bedingungen.
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