Pillere Yeni Alternatif |
Süper Kapasitörler

Elektrokimyasal çift tabakalı kapasitörler olarak da bilinen süper kapasitörler, cihazların pil ömrünü uzattığı gibi cep telefonlarında da kısa süreli yedek güç kaynağı görevi görmektedir. Bununla birlikte uygulama alanlarından birisi olarak elektrikli araçların enerji ihtiyacını karşılaması hedeflenmektedir. Süper kapasitörlerin böyle bir durumun üstesinden gelebilmesi yani daha fazla yük tutabilmesi için birçok araştırma yapılmaktadır. Bu araştırmalar da özellikle elektrot malzemesi üzerine yoğunlaşmaktadır.

Süper kapasitörler pillere oranla enerjiyi daha hızlı bir şekilde alıp dağıtabilmektedir. Bu da elektrikli araç uygulamalarında bir aracın şarj olma süresinin azalması anlamına gelir. Ancak bunun önündeki en büyük engel süper kapasitörlerin enerji depolama kapasitesinin pillere oranla çok düşük olmasıdır.



Normal süper kapasitörler ortalama olarak kilogram başına 8-10 watt saatlik (Wh/kg) enerji yoğunluğuna sahiptir. Laboratuvar ortamında grafenden üretilen süper kapasitörlerin enerji yoğunluğu ise en fazla 130 Wh/kg’ye ulaşmaktadır. Bu kapasitörler, enerji yoğunluğu 200 Wh/kg olan lityum iyon pillere göre çok daha az enerji depolayabilmektedir.
 

►İlginizi Çekebilir: Endüstri 4.0 Yolunda Nesnelerin İnterneti 

Tarihsel gelişimde kapasitörlerin enerji depolama kapasitesinin pillere göre karşılaştırılamayacak kadar küçük olması nedeniyle alternatif bir depolama aracı olarak düşünülmemiştir. Ancak süper ve ultra kapasitörlerin hacimsel kapasitelerinin artışı bu algıyı değiştirmeye başlamıştır. Henüz pillerle bu alanda aynı seviyede olmamasıyla birlikte bazı özelliklerinin üstün oluşuyla süper kapasitörlerin pillerle rekabet edebilecek düzeye geldiği araştırmacılar tarafından belirtilmektedir.



Süper kapasitörler şarj edilip boşaltılma döngüsünü sonsuz sayıda gerçekleştirebilir. Buna karşın piller şarj edilebilme özelliklerini belirli döngü sayısına ulaştıktan sonra kaybetmektedirler. Yani lityum-iyon bataryanın yer aldığı bir elektrikli araca en fazla 10 yıllık bir ömür biçilebilir. 10 yıl sonunda ise bu sorun çok pahalı bir çözüm gerektirir. Böyle bir masraftan kurtulmak süper kapasitörlerin faydalarından biri olarak görülebilir.



Süper kapasitörlerin genişleyen uygulama alanı sadece elektrikli araçlarla sınırlı değildir. Yakın gelecekte Internet of Things (Nesnelerin İnterneti)‘in ihtiyaç duyduğu enerjiyi karşılayabilecek güçte olması beklenmektedir. Internet of Things’i oluşturan cihazların bağımlı olacağı enerji hasadı mekanizması için önemli bir rol oynama potansiyele sahiptir. Bunun nedeni ise süper kapasitörlerin küçük ama güçlü depolama araçları olmasıdır.

Uygulama alanının geliştiği ve değiştiği süreçte süper kapasitörler çoğunlukla bataryaları tamamlayacaktır. Bununla birlikte çok büyük kapasitans gerektiren uygulamalarda da daha fazla kullanılacaktır.

Kaynak:

►spectrum.ıeee.org