Supercondensadores: El futuro rival de las baterías recargables

Los supercondensadores (EDLC) están ganando protagonismo en la industria del almacenamiento de energía debido a su extraordinaria capacitancia de hasta varios miles de faradios y su rápida capacidad de carga y descarga. Inicialmente diseñados para aplicaciones industriales de alta potencia, los supercondensadores se están abriendo camino en los dispositivos portátiles, desafiando el dominio de las baterías recargables. A continuación veremos qué hace únicos a los supercondensadores, su estructura y sus posibles aplicaciones.

¿Qué son los supercondensadores?
Los supercondensadores son condensadores electrolíticos polarizados conocidos por su excepcional capacidad de almacenamiento de energía. Mientras que los condensadores convencionales funcionan en el rango de los microfaradios (µF), los supercondensadores alcanzan cómodamente valores de capacidad superiores a 1 faradio (F), con tensiones de funcionamiento entre 1,5 V y 160 V.

Estructuralmente similares a los condensadores tradicionales, los supercondensadores almacenan energía de forma parecida a las baterías recargables, gracias a su arquitectura mejorada de doble capa, que permite una mayor densidad energética y un rendimiento de descarga estable.

¿Cómo funcionan los supercondensadores?
El secreto de los supercondensadores reside en su construcción de doble capa, que los diferencia de los condensadores estándar de una sola capa. He aquí cómo consiguen un rendimiento superior:

Estructura del condensador monocapa

Los condensadores tradicionales utilizan como dieléctricos materiales como el óxido de aluminio o el polipropileno, que determinan la capacitancia.
El aumento de la capacitancia requiere un mayor embalaje, lo que se traduce en un compromiso entre tamaño y rendimiento.
Estructura de supercondensador de doble capa

Mediante el uso de materiales avanzados como el carbono activado y los nanotubos de carbono, los supercondensadores logran un aumento significativo de la superficie.
Esta innovación aumenta la capacidad en casi cuatro órdenes de magnitud.
Limitación de tensión

Las capas dieléctricas finas de los supercondensadores mejoran la superficie pero reducen las propiedades aislantes, lo que provoca tensiones de funcionamiento más bajas.
Aplicaciones de los supercondensadores
Los supercondensadores tienen claras ventajas sobre los condensadores tradicionales y las baterías recargables, lo que los hace ideales para diversas aplicaciones:

Ciclos de alta duración: Con una eficiencia de hasta 98%, los supercondensadores duran más que la mayoría de las baterías recargables.
Alta potencia de salida: La baja resistencia interna admite una descarga de corriente considerable.
Estabilidad térmica: Funciona de forma fiable en un amplio rango de temperaturas.
Respetuoso con el medio ambiente: No requieren manipulación especial, lo que garantiza un funcionamiento respetuoso con el medio ambiente durante todo su ciclo de vida.
Papel en los dispositivos portátiles
Los avances tecnológicos han hecho que los supercondensadores sean idóneos para dispositivos portátiles:

Uso de alta capacidad: los supercondensadores de más de 5F son ya habituales en los dispositivos portátiles.
Sustitución de baterías: En algunos casos, los supercondensadores sustituyen por completo a las baterías recargables, ofreciendo soluciones energéticas eficientes a corto plazo.
Por ejemplo, la serie PowerBurST del Grupo Tecate está diseñada para aplicaciones de baterías de impulso e híbridas, con capacidades que van de 0,5F a 400F, funcionando a 2,7V y tolerando temperaturas de -40°C a 65°C.