SUPERCAPACITOR

Os principais sistemas para armazenamento de energia elétrica são as baterias, células a combustível, capacitores convencionais e os supercapacitores. Nesse contexto, o foco será uma breve explicação de supercapacitador e sua estrutura básica.

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O capacitor é um dispositivo que armazena energia por meio do acúmulo de cargas positivas e negativas.Um supercapacitor é composto por dois eletrodos idênticos imersos em um eletrólito (orgânico ou aquoso) e separados por uma membrana porosa (papel, fibra de vidro ou polímero) chamado separador. No momento de carga do supercapacitor os elétrons do catodo atraem os íons positivos e no anodo as lacunas de elétrons atraem os íons negativos.[1]

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Os capacitores comuns apresentam alta densidade de potência (carga e descarga rápida) e baixa densidade de energia (pouca energia acumulada); Já o supercapacitor apresenta alta densidade de energia quando comparado com o capacitor comum e alta densidade de potência em ralação à bateria.

Isso resulta na capacitância entre os íons e a superfície do eletrodo. A definição dupla-camada significa que cada eletrodo possui duas camadas de íons, sendo que a camada mais próxima do eletrodo atua como dielétrico e a mais distante contem as cargas. [1]
Características do desempenho de supercapacitor:

• Elevada densidade de potência; 
• Mecanismo de carga e de descarga rápidos;
• Não apresenta o efeito de memória;
• Ampla tensão de operação;
• Ciclo de vida longo;
• Ambientalmente amigável;
• Alto custo por Watt.

Essa tecnologia está sendo incorporada principalmente em veículos híbridos, comparando os vários dispositivos de armazenamento de energia, se um supercapacitor é usado em um veículo elétrico, a potência específica mostra o quão rápido se pode ir, enquanto que a energia específica mostra o quão longe se pode chegar com um único carregamento. Deste modo, cumpre um importante papel como fonte complementar de energia, no intuito de reduzir o tempo de reposta, melhorar a estabilidade e a qualidade do sistema de suprimento. Existem ainda sistemas de armazenamento híbridos que combinam super capacitores com baterias, no intuito de prolongar o tempo de vida de ambos, mas um grande desafio de sua implementação é que ainda possui um alto custo.[3]
Temos ainda a aplicação do supercapacitor em fontes renováveis de energia, que têm cada vez mas aplicações devido ao seu peso ser bem reduzido, permite uma excelente portabilidade e vantagens que são cada vez mais priorizadas,  outra vantagem é o aumento a vida útil do sistema, pois o SC evita a degradação da bateria em relação aos picos de potência e apresenta ampla faixa de temperatura e ciclo de vida longo de operação.[4]

Referências

[1]BOYLESTAD, Robert L. Introdução à análise de circuitos. Rio de Janeiro: Prentice-Hall, 1998.

[2]FERREIRA, André Augusto; POMILIO, José Antenor. Estado da Arte sobre a Aplicação de Supercapacitores em Eletrônica de Potência. Campinas-SP, UNICAMP. 

[3]SIMON. P.; GOGOTSI, Y. Materials for electrochemical capacitors, Nature Materials, v. 7, p. 845-854, 2008.
[4]RODRIGUES, João B. Utilização de Capacitores de Grande Porte para Substituição das Baterias Convencionais em Sistemas de Iluminação. Florianópolis, 2012.