Wat zijn ultracondensatoren?
De ultracondensator is een nieuwe manier om elektrische energie op te slaan die chemische batterijen in de nabije toekomst zal verduisteren. In plaats van energie elektrochemisch op te slaan, slaat het deze op in een elektrisch veld. Ultracondensatoren hebben meerdere voordelen ten opzichte van conventionele batterijen, waaronder een levensduur van meer dan 10 jaar, weerstand tegen temperatuurschommelingen, schokken, overladen en ontladen. Ze vereisen minder onderhoud dan conventionele batterijen en zijn licht voor het milieu wanneer ze worden weggegooid omdat ze geen giftige chemicaliën bevatten.
Deze futuristische batterijen zijn sinds de jaren zestig gemaakt, maar pas in het laatste decennium zijn ze kosteneffectief geworden voor gebruik in elektrische verbruikers van de elektrische auto tot gespecialiseerde computers. Ze zijn populair voor "overbrugging" -toepassingen, waarbij back-upkracht in werking treedt wanneer primaire systemen falen, waardoor "nul-downtime" stroomschema's worden geproduceerd. Omdat ze niet kunnen worden overladen, zijn ultracondensatoren ideaal voor het terugwinnen van vermogen van dingen als remmen. En ze kunnen in slechts enkele minuten worden opgeladen. Het enige nadeel van ultracondensatoren is dat ze groter moeten zijn dan batterijen om dezelfde lading te delen.
Dankzij de recente vorderingen bij MIT zal dit echter snel veranderen. De hoeveelheid lading die een ultracondensator kan bevatten, per gewichtseenheid, is evenredig met zijn interne oppervlak. De meeste ultracondensatoren gebruiken poreuze koolstof om lading op te slaan. Deze koolstof is echter niet perfect poreus op atomaire schaal, waar het een duidelijker dikke structuur heeft. Onderzoekers hebben aangetoond dat door het gebruik van netwerken van koolstofnanobuisjes, die slechts enkele atomen breed zijn maar tienduizenden atomen lang zijn, oppervlaktemaximaliserende structuren kunnen worden gebouwd waarmee het batterijvolume tot 25 keer kan worden gecomprimeerd. Met nanobuis gevulde ultracondensatoren kunnen conventionele batterijen overtreffen in verschillende toepassingen voor energieopslag.
Ultracondensatoren zouden, als ze wijdverbreid worden, het eerste serieuze vertrek van het conventionele paradigma van elektrochemische batterijen betekenen, omdat ze meer dan 200 jaar geleden door Volta werden uitgevonden.