Un condensador es un componente que almacena carga eléctrica. El principio de almacenamiento de energía del condensador general y del ultracondensador (EDLC) es el mismo: ambos almacenan carga en forma de campo electrostático. Sin embargo, el supercondensador es más adecuado para la liberación y el almacenamiento rápidos de energía, especialmente para el control preciso de energía y dispositivos de carga instantánea.
A continuación analizaremos los principales condensadores convencionales y supercondensadores.
| Elementos de comparación | Condensador convencional | supercondensador |
| Descripción general | Un condensador convencional es un dieléctrico de almacenamiento de carga estática, que puede tener carga permanente y es ampliamente utilizado. Es un componente electrónico indispensable en el campo de la electrónica de potencia. | El supercondensador, también conocido como condensador electroquímico, condensador de doble capa, condensador de oro, condensador de Faraday, es un elemento electroquímico desarrollado entre los años 1970 y 1980 para almacenar energía mediante la polarización del electrolito. |
| Construcción | Un condensador convencional consta de dos conductores metálicos (electrodos) que están juntos en paralelo pero no en contacto, con un dieléctrico aislante en el medio. | Un supercondensador consta de un electrodo, un electrolito (que contiene sal electrolítica) y un separador (que evita el contacto entre los electrodos positivo y negativo). Los electrodos están recubiertos con carbón activado, que tiene pequeños poros en su superficie para expandir el área superficial de los electrodos y ahorrar más electricidad. |
| materiales dieléctricos | Como dieléctricos entre los electrodos de los condensadores se utilizan óxido de aluminio, películas de polímero o cerámica. | Un supercondensador no tiene dieléctrico. En su lugar, utiliza una doble capa eléctrica formada por un sólido (electrodo) y un líquido (electrolito) en la interfaz, en lugar de un dieléctrico. |
| Principio de funcionamiento | El principio de funcionamiento del condensador es que la carga se moverá por la fuerza en el campo eléctrico, cuando hay un dieléctrico entre los conductores, obstaculiza el movimiento de carga y hace que la carga se acumule en el conductor, lo que resulta en la acumulación de almacenamiento de carga. | Los supercondensadores, por otro lado, logran un almacenamiento de energía de carga de doble capa mediante la polarización del electrolito, así como mediante cargas pseudocapacitivas redox. El proceso de almacenamiento de energía de los supercondensadores es reversible, sin reacciones químicas, por lo que pueden cargarse y descargarse repetidamente cientos de miles de veces. |
| Capacidad | Menor capacidad. La capacidad de capacitancia general varía desde unos pocos pF hasta varios miles de μF. | Mayor capacidad. La capacidad de un supercondensador es tan grande que puede utilizarse como batería. Su capacidad depende de la distancia entre los electrodos y de su superficie. Por lo tanto, los electrodos se recubren con carbón activado para aumentar la superficie y lograr una alta capacidad. |
| Densidad de energía | Bajo | Alto |
| Energía específica | <0,1 Wh/kg | 1-10 Wh/kg |
| Potencia específica | Más de 100.000 Wh/kg | 10.000+ Wh/kg |
| Tiempo de carga/descarga | Los tiempos de carga y descarga de los condensadores convencionales suelen ser de 103 a 106 segundos. | Los ultracondensadores pueden suministrar carga más rápido que las baterías, en tan solo 10 segundos, y almacenar más carga por unidad de volumen que los condensadores convencionales. Por eso se consideran intermedios entre las baterías y los condensadores electrolíticos. |
| Ciclo de vida de carga/descarga | Más corto | Más extenso (generalmente 100.000+, hasta 1 millón de ciclos, más de 10 años de aplicación) |
| Eficiencia de carga/descarga | >95% | 85%-98% |
| Temperatura de funcionamiento | -20 a 70℃ | -40 a 70℃ (Mejores características de temperatura ultrabaja y rango de temperatura más amplio) |
| Tensión nominal | Más alto | Más bajo (normalmente 2,5 V) |
| Costo | Más bajo | Más alto |
| Ventaja | Menos pérdida Alta densidad de integración Control de potencia activa y reactiva | Larga vida útil Capacidad ultraalta Tiempo rápido de carga y descarga Corriente de carga alta Rango de temperatura de funcionamiento más amplio |
| Solicitud | ▶Fuente de alimentación de salida suave; ▶Corrección del factor de potencia (PFC); ▶Filtros de frecuencia, filtros paso alto, filtros paso bajo; ▶Acoplamiento y desacoplamiento de señales; ▶Arrancadores de motores; ▶Buffers (protectores de sobretensión y filtros de ruido); ▶Osciladores. | ▶Vehículos de nueva energía, ferrocarriles y otras aplicaciones de transporte; ▶Sistema de alimentación ininterrumpida (UPS), en sustitución de bancos de condensadores electrolíticos; ▶Fuente de alimentación para teléfonos móviles, portátiles, dispositivos portátiles, etc.; ▶Destornilladores eléctricos recargables que se pueden cargar completamente en minutos; ▶Sistemas de iluminación de emergencia y dispositivos de pulsos eléctricos de alta potencia; ▶CIs, RAM, CMOS, relojes y microcomputadoras, etc. |
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Hora de publicación: 22 de diciembre de 2021