Pensé que los ulracaps podrían ser mejores que los electrolíticos para filtrar después de un puente rectificador en una fuente de alimentación de conmutación compacta debido a su mayor densidad de energía. Pero, por alguna razón, no puedo encontrar supercondensadores de alto voltaje en eBay o Amazon. Podría, por supuesto, poner un montón de ultracondensadores de bajo voltaje en serie, pero eso anularía el propósito de que una fuente de alimentación sea compacta. ¿Hay alguna razón por la que no haya supercondensadores de alto voltaje? Ya hay ultracondensadores de 5,5 V, que son básicamente dos condensadores de 2,75 V en serie, entonces, ¿por qué no pueden ir más arriba? ¿Me he perdido algo? ¿Son difíciles de fabricar?
Un supercondensador/ultracondensador de alto voltaje sería una contradicción en las tecnologías existentes. Alcanzan sus altos valores capacitivos al tener un dieléctrico súper delgado de materiales especiales, de ahí el límite de bajo voltaje.
Construir un capacitor de 400 voltios significa tener un dieléctrico 'sólido' más grueso con materiales más comunes, lo que 'engorda' mucho el tamaño.
Hay condensadores electrolíticos grandes de 450 voltios a 20.000 uF o más. Tener un supercondensador con el mismo voltaje nominal sería duplicar los electrolíticos grandes tipo lata.
Los supercondensadores/ultracondensadores existen desde hace un par de décadas, en su mayoría cambiando de materiales para reducir las fugas. El grafeno es la última tendencia. Las leyes de la física y la química limitan el tamaño de tales condensadores, o ya los tendríamos que comprar.
A los ingenieros les encantaría tener supercondensadores gigantes para automóviles, etc., por lo que hay un esfuerzo continuo para alcanzar ese objetivo.
Este es un fragmento de Wikipedia:
Un supercapacitor (SC) (también capacitor eléctrico de doble capa (EDLC), también llamado supercap, ultracapacitor o Goldcap) es un capacitor de alta capacidad con valores de capacitancia mucho más altos que otros capacitores (pero límites de voltaje más bajos) que cierra la brecha entre electrolítico condensadores y baterías recargables. Por lo general, almacenan de 10 a 100 veces más energía por unidad de volumen o masa que los capacitores electrolíticos, pueden aceptar y entregar carga mucho más rápido que las baterías y tolerar muchos más ciclos de carga y descarga que las baterías recargables.
Los supercondensadores se utilizan en aplicaciones que requieren muchos ciclos rápidos de carga/descarga en lugar de almacenamiento de energía compacto a largo plazo: dentro de automóviles, autobuses, trenes, grúas y ascensores, donde se utilizan para frenado regenerativo, almacenamiento de energía a corto plazo o suministro de energía en modo ráfaga. . Las unidades más pequeñas se utilizan como copia de seguridad de la memoria para la memoria estática de acceso aleatorio (SRAM).
A diferencia de los capacitores ordinarios, los supercapacitores no usan el dieléctrico sólido convencional, sino que usan capacitancia de doble capa electrostática y pseudocapacitancia electroquímica, las cuales contribuyen a la capacitancia total del capacitor, con algunas diferencias:
Los condensadores electrostáticos de doble capa utilizan electrodos de carbono o derivados con una capacitancia de doble capa electrostática mucho más alta que la pseudocapacitancia electroquímica, logrando la separación de carga en una doble capa de Helmholtz en la interfaz entre la superficie de un electrodo conductor y un electrolito. La separación de carga es del orden de unos pocos ångströms (0,3-0,8 nm), mucho menor que en un condensador convencional.
Los pseudocondensadores electroquímicos utilizan óxido metálico o electrodos de polímero conductor con una gran cantidad de pseudocapacitancia electroquímica adicional a la capacitancia de doble capa. La pseudocapacitancia se logra mediante la transferencia de carga de electrones faradaicos con reacciones redox, intercalación o electrosorción. Los capacitores híbridos, como el capacitor de iones de litio, usan electrodos con diferentes características: uno que exhibe principalmente capacitancia electrostática y el otro principalmente capacitancia electroquímica.
Los supercondensadores se crean colocando muchas, muchas capas de placas conductoras y dieléctricas juntas en un paquete. Para obtener una capacitancia muy alta en una pequeña cantidad de espacio, cada placa debe estar espaciada muy cerca una de la otra (el dieléctrico debe ser extremadamente delgado). El espesor del dieléctrico es lo que limita los niveles de voltaje en la mayoría de los casos. 400 voltios pueden perforar un dieléctrico delgado muy fácilmente, inutilizando el capacitor. El bajo voltaje es necesario para garantizar que el dieléctrico no se rompa durante el uso.
Es realmente una lástima que la mayoría de estas respuestas no sean precisas. El simple hecho de tener un dieléctrico extremadamente delgado no es realmente la forma en que se fabrican los supercondensadores. De hecho, así es como se fabrican los condensadores electrolíticos. Una de las dos placas conductoras está hecha para formar una capa de óxido ultradelgada, lo que permite que el dieléctrico sea extremadamente delgado. La razón principal por la que los supercapacitores tienen un voltaje bajo es por el voltaje de ruptura del electrolito utilizado en el capacitor, no por su dieléctrico.
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