Superkondensator z makulatury

Superkondensator to rodzaj specyficznie skonstruowanego kondensatora elektrolitycznego o bardzo dużej pojemności elektrycznej.

Na pomysł zbudowania urządzenia z makulatury wpadł Satishchandra Ogale z państwowego laboratorium chemicznego w Punie (Indie) podczas sprzątania papierów na swoim biurku.

Wraz z zespołem naukowców pociął papier na małe paseczki i poddała go między innymi działaniu kwasu siarkowego o temperaturze 18. stopni Celsjusza oraz zwęglaniu w temperaturze 800 stopni Celsjusza. W rezultacie powstał materiał o bardzo rozwiniętej powierzchni; jeden gram ma około 2 300 metrów kwadratowych. Po dodaniu żelowego elektrolitu uzyskano kondensator o właściwościach podobnych do obecnie produkowanych. Dodatkową zaletą jest wykorzystanie papierowych odpadów.

Wytwarzanie porowatego węgla z makulatury może być tanim rozwiązaniem.

Tradycyjne baterie i akumulatory wykorzystują do gromadzenia energii reakcje chemiczne. Są stosunkowo pojemne, jednak ich ładowanie trwa długo. Wykorzystujące pole elektryczne kondensatory szybko się ładują i błyskawicznie uwalniają ładunek (na przykład w lampie błyskowej), jednak ich pojemność jest znacznie mniejsza.

Aby połączyć szybkość ładowania i rozładowywania z dużą pojemnością, naukowcy opracowali superkondensatory, zwykle wykorzystujące porowaty węgiel, który gromadzi ładunek elektryczny jak gąbka.

Kilogramowy superkondensator może przez krótki czas oddawać moc rzędu kilku kilowatów. Trwałość takiego urządzenia sięga miliona cykli ładowanie - rozładowanie. Urządzenia znalazły zastosowanie na przykład w układach odzyskujących energię hamowania pojazdów czy w urządzeniach audio o dużej mocy chwilowej.

Porowaty węgiel stosowany w superkondensatorach często uzyskuje się ze skorup orzechów kokosowych. Bardzo dobre właściwości ma grafen, jednak jego otrzymywanie jest wciąż kosztowne.

Klasyczny kondensator składa się z dwóch elektrod oddzielonych cienką warstwą izolacyjną –. na przykład ceramiką papierem, czy tworzywem sztucznym. W kondensatorze elektrolitycznym jedna elektroda pokryta jest warstwą izolacji, zaś drugą stanowi elektrolit.

Superkondensator jest szczególną odmianą kondensatora elektrolitycznego. Elektrody doprowadzają ładunek elektryczny do dwóch warstw porowatego węgla, oddzielonych izolującą warstwą separatora. Dzięki temu superkondensator może mieć pojemność wielokrotnie większą niż zwykły kondensator o podobnych wymiarach.