چیست؟ابرخازن 

ابرخازن‌ها از نظر مکانیسم ذخیره انرژی به خازن‌های دو لایه الکتریکی و شبه‌خازن‌ها تقسیم می‌شوند. این نوع جدیدی از دستگاه ذخیره انرژی است که دارای ویژگی‌های چگالی توان بالا، زمان شارژ کوتاه، عمر طولانی، ویژگی‌های دمایی خوب، صرفه‌جویی در مصرف انرژی و حفاظت از محیط زیست سبز است. ابرخازن‌ها همه کاره هستند.

آیا ابرخازن‌ها می‌توانند باتری باشند؟

ابرخازن‌ها می‌توانند جایگزین باتری‌ها شوند، که این نیز مسیری در آینده است.

ابرخازن‌ها که با نام‌های خازن‌های دولایه، خازن‌های الکتروشیمیایی، خازن‌های طلا و خازن‌های فرح نیز شناخته می‌شوند، انرژی را با قطبی کردن الکترولیت‌ها ذخیره می‌کنند. این یک عنصر الکتروشیمیایی است، اما در فرآیند ذخیره انرژی آن واکنش شیمیایی رخ نمی‌دهد، این فرآیند ذخیره انرژی برگشت‌پذیر است، اما از آنجا که این ابرخازن می‌تواند صدها هزار بار بارها شارژ و دشارژ شود، می‌توان ابرخازن‌ها را به عنوان دو صفحه الکترود متخلخل غیر واکنشی معلق در الکترولیت در نظر گرفت که روی صفحه شارژ می‌شوند، صفحه مثبت یون‌های منفی را در الکترولیت جذب می‌کند، صفحه منفی یون‌های مثبت را جذب می‌کند، در واقع دو لایه ذخیره خازنی تشکیل می‌دهند، یون‌های مثبت در نزدیکی صفحه منفی از هم جدا می‌شوند و یون‌های منفی در نزدیکی صفحه مثبت قرار دارند.

ابرخازن نوع جدیدی از خازن است که بر اساس نظریه لایه دوگانه بین سطحی ارائه شده توسط فیزیکدان آلمانی هلمهولتز ساخته شده است. همانطور که همه ما می‌دانیم، سطح الکترود فلزی وارد شده در محلول الکترولیت در دو طرف سطح مایع با نمادهای مخالف بار اضافی ظاهر می‌شود، به طوری که اختلاف پتانسیل بین فازها ایجاد می‌شود. سپس، اگر دو الکترود به طور همزمان در الکترولیت قرار گیرند و ولتاژی کمتر از ولتاژ تجزیه محلول الکترولیت بین آنها اعمال شود، یون‌های مثبت و منفی موجود در الکترولیت تحت تأثیر میدان الکتریکی به سرعت به سمت قطب‌ها حرکت می‌کنند و به ترتیب یک لایه بار محکم روی سطح دو الکترود بالایی، یعنی یک لایه الکتریکی دوگانه، تشکیل می‌دهند.

لایه الکتریکی دوگانه تشکیل شده توسط آن مشابه بار قطبی شده تولید شده توسط دی الکتریک در خازن سنتی تحت عمل میدان الکتریکی است و منجر به اثر خازنی می‌شود. لایه الکتریکی دوگانه فشرده مشابه خازن تخت است، اما از آنجا که فاصله لایه بار فشرده بسیار کمتر از فاصله بین لایه‌های بار خازن معمولی است، ظرفیت بیشتری نسبت به خازن معمولی دارد.

مقاومت داخلی خازن دولایه بزرگتر از خازن الکترولیتی آلومینیومی است، بنابراین می‌توان آن را مستقیماً و بدون مقاومت در برابر بار شارژ کرد. در صورت وجود اضافه ولتاژ، خازن دولایه بدون آسیب رساندن به دستگاه، مدار را باز می‌کند که با شکست اضافه ولتاژ خازن الکترولیتی آلومینیومی متفاوت است. در عین حال، در مقایسه با باتری قابل شارژ، خازن دولایه الکتریکی را می‌توان بدون محدودیت شارژ کرد و تعداد دفعات شارژ می‌تواند به بیش از 10^6 بار برسد، بنابراین خازن دولایه الکتریکی نه تنها ویژگی‌های خازن را دارد، بلکه ویژگی‌های باتری را نیز دارد و یک جزء ویژه جدید بین باتری و خازن است.