Supercondensadores

Os supercondensadores também conhecidos por condensadores de dupla camada eléctrica (EDLC) são uma das tecnologias de armazenamento de energia que mais interesse despertam na mobilidade eléctrica devido às suas vantagens como o número de ciclos de carga e descarga elevado, rapidez de recarga e a elevada densidade de potência.

Capaz de alcançar maior potência e maior vida útil do que as baterias, os supercondensadores foram desenvolvidos para fornecer energia a uma vasta gama de aplicações, incluindo transporte eléctrico (veículos eléctricos híbridos (HEV) e plug-in PHEV), indústria da energia eléctrica (alimentação de emergência, etc.), electrónica de consumo (computadores portáteis, telemóveis, etc.), equipamento médico (desfibriladores portáteis, estimuladores neurológicos, etc.) e dispositivos de defesa militar (dispositivos de comunicação, veículos aéreos não tripulados, sondas espaciais, sistemas de mísseis, etc.)

Nos transportes eléctricos, os supercondensadores estão a ser desenvolvidos para fornecer potência de pico durante a aceleração e grandes subidas, e podem ser recarregados durante a travagem regenerativa. Isto é extremamente útil para se conseguir uma melhor economia de combustível, diminuindo as emissões de CO₂, e reduzindo a dependência de fontes de origem fóssil.

O maior problema dos supercondensadores é a sua reduzida densidade de energia, e é neste campo que se têm concentrado os estudos. Como a capacitância destes dispositivos é proporcional à área do eléctrodo activo, a solução para aumentar a densidade de energia passa por aumentar a área do eléctrodo, isto tem sido conseguido com a utilização de materiais extremamente porosos como o carvão vegetal activo que tem uma elevada área de superfície específica. No entanto o carvão vegetal activo possuiu limitações pois os portadores de carga são muitas vezes, maiores que os poros do carvão activo limitando assim o armazenamento.

Neste momento a investigação virou-se para a nanotecnologia e concentra-se em procurar materiais que ofereçam maiores áreas de superfície.

Vantagens e desvantagens dos supercondensadores

Vantagens

• Longa vida, com pouca degradação ao longo de centenas de milhares de ciclos de carga.

• Baixo custo por ciclo.

• Elevadas taxas de cargas e descarga.

• Resistência interna (ESR) extremamente baixa e consequente alta eficiência do ciclo (95% ou mais) e níveis de aquecimento baixos.

• Potência específica elevada.

• Melhoria da segurança, devido a electrólito não corrosivo e baixa toxicidade dos materiais.

• Não são necessários métodos de detecção de carga completa, não há perigo de sobrecarga.

• Quando usado em conjunto com as baterias recarregáveis, em algumas aplicações o EDLC pode fornecer energia para um curto período de tempo, prolongando a vida da bateria.

Desvantagens

• Baixa densidade de energia.

• Auto-descarga elevada, a energia armazenada decresce desde 100 a 50 por cento em cerca de 30 a 40 dias.

• Tensão máxima baixa, para obter tensões mais altas são necessárias ligações em série, e o equilíbrio de tensão pode ser necessário. As ligações em série diminuem a capacidade total.

• De forma a termos uma tensão constante existe a necessidade de utilizar um conversor DC/DC com consequente perda de rendimento.