Les supercondensateurs:ces condensateurs spéciaux de stockage d'énergie

Dans les prochaines décennies, nos voitures à combustibles fossiles et chauffage domestique devront passer à l'énergie électrique et devenir tout-électrique si nous voulons éviter un changement climatique catastrophique. L'électricité est une forme d'énergie  extrêmement polyvalente, mais il souffre d'un gros inconvénient: il est relativement difficile à stocker. Les batteries peuvent contenir de grandes quantités d'énergie, mais ils prennent des heures pour le rechargement.Les condensateurs, d'autre part, se chargent presque instantanément, mais ne peuvent stocker que de petites quantités d'énergie.

Dans un monde ou l'énergie reste une problématique majeure,nous avons besoin de stocker  de grandes quantités d'électricité très rapidement, il est fort probable que nous passerons dans le futur vers les supercondensateurs qui combinent le meilleur des deux mondes. Que sont-ils  ces fameux supercondensateurs et comment fonctionnent-ils? Jetons un coup d'oeil de plus près!

Qu'est-ce qu'un supercondensateur?

Un supercondensateur  diffère d'un condensateur ordinaire de deux critères importants: ses plaques ont effectivement une zone beaucoup plus vaste et la distance entre eux est beaucoup plus petit, parce que le séparateur entre eux fonctionne d'une manière différente d'un diélectrique classique.Comme un condensateur ordinaire, un supercondensateur comporte deux plaques qui sont séparés. Les plaques sont fabriqués à partir de métal recouvert d'une substance poreuse telle que de la poudre ce qui leur donne effectivement une plus grande zone de stockage . Imaginez par exemple que l'électricité soit de l'eau,un condensateur ordinaire est comme un chiffon qui peut éponger seulement une toute petite quantité ,le supercondensateur quant à lui peut être comparé à une éponge ultra  poreuse qui peut absorber 10 fois plus.Les plaques des supercondensateurs sont donc des éponges poreuses absorbeuses d'électricité.

Qu'en est-il du séparateur entre les plaques? Dans un condensateur ordinaire, les plaques sont séparées par un diélectrique relativement épaisse fabriqué à partir de matériau comme le mica (céramique),du film de plastique mince, ou même simplement de l'air.Lorsque le condensateur est chargé, les charges positives se forment sur une plaque et des charges négatives sur l'autre, créant un champ électrique entre eux. Le champ polarise le diélectrique, de sorte que ses molécules alignés dans la direction opposée au champ réduisent sa résistance. Cela signifie que les plaques peuvent stocker plus de charge pour une tension donnée.

Dans un supercondensateur, il n'y a pas de diélectrique en tant que tel. Au lieu de cela, les deux plaques sont trempées dans un électrolyte et séparées par un isolant très mince (qui pourrait être faite de carbone, de papier ou de plastique). La capacité d'un condensateur augmente à mesure que la surface des plaques augmente et que la distance entre les plaques diminue. En un mot, les supercapacités obtiennent une capacité beaucoup plus grande.

Bien que les supercondensateurs travaillent à des tensions relativement basses (peut-être 2-3 volts), ils peuvent être connectés en série (comme les batteries) pour produire de plus grandes tensions pour une utilisation dans des équipements plus puissants.

Les supercondensateurs ont été largement utilisés pour le lissage dans les circuits d'alimentations électriques et électroniques.Une application courante est dans les éoliennes, où les très grands supercondensateurs aident à lisser la puissance intermittente fournie par le vent.Dans les véhicules électriques et hybrides, les supercondensateurs sont de plus en plus utilisés comme réserves d'énergie temporaires pour le freinage par récupération (où l'énergie du véhicule qui devrait  normalement être perdue pendant l'arrêt est brièvement stockée puis réutilisés quand la voiture redémarre  à nouveau).