Una batería utiliza reacciones químicas para almacenar energía.
Un supercondensador no usa reacciones químicas.
Un supercondensador (a menudo llamado ultracondensador) difiere de un condensador ordinario en dos formas importantes: sus placas tienen efectivamente un área mucho mayor y la distancia entre ellas es mucho menor, porque el separador entre ellas funciona de manera diferente a un dieléctrico convencional.
Al igual que un condensador ordinario, un supercondensador tiene dos placas que están separadas. Las placas están hechas de metal recubierto con una sustancia porosa como el carbón activado en polvo, que efectivamente les da un área más grande para almacenar mucha más carga. Imagine que la electricidad es agua por un momento: donde un condensador ordinario es como un paño que puede limpiar solo un pequeño derrame, las placas porosas de un supercondensador lo hacen más parecido a una esponja gruesa que puede absorber muchas veces más. ¡Las placas porosas de supercondensador son esponjas eléctricas!
¿Qué pasa con el separador entre las placas? En un condensador ordinario, las placas están separadas por un dieléctrico relativamente grueso hecho de algo como mica (una cerámica), una película delgada de plástico o incluso simplemente aire (en algo como un condensador que actúa como el dial de sintonización dentro de una radio). Cuando se carga el condensador, se forman cargas positivas en una placa y cargas negativas en la otra, creando un campo eléctrico entre ellas. El campo polariza el dieléctrico, por lo que sus moléculas se alinean en la dirección opuesta al campo y reducen su fuerza. Eso significa que las placas pueden almacenar más carga a un voltaje dado. Eso se ilustra en el diagrama superior que ves aquí.
En un supercondensador, no hay dieléctrico como tal. En cambio, ambas placas están empapadas en un electrolito y separadas por un aislante muy delgado (que podría estar hecho de carbono, papel o plástico). Cuando las placas se cargan, se forma una carga opuesta a cada lado del separador, creando lo que se llama una doble capa eléctrica, tal vez solo una molécula de espesor (en comparación con un dieléctrico que puede variar en grosor de unas pocas micras a un milímetro o más en un condensador convencional). Esta es la razón por la cual los supercondensadores a menudo se denominan condensadores de doble capa, también llamados condensadores eléctricos de doble capa o EDLC). Si observa el diagrama inferior de la ilustración, verá que un supercondensador se asemeja a dos condensadores ordinarios uno al lado del otro.
La capacitancia de un condensador aumenta a medida que aumenta el área de las placas y disminuye la distancia entre las placas. En pocas palabras, los supercondensadores obtienen su capacidad mucho mayor de una combinación de placas con un área de superficie más grande y efectiva (debido a su construcción de carbón activado) y menos distancia entre ellos (debido a la muy eficaz doble capa).
Los primeros supercondensadores se fabricaron a fines de la década de 1950 utilizando carbón activado como placas. Desde entonces, los avances en la ciencia de los materiales han llevado al desarrollo de placas mucho más efectivas hechas de cosas como nanotubos de carbono (pequeñas barras de carbono construidas utilizando nanotecnología), grafeno, aerogel y titanato de bario.
Una batería eléctrica es un dispositivo que consiste en una o más celdas electroquímicas con conexiones externas proporcionadas para alimentar dispositivos eléctricos.
Una batería de descarga tiene un terminal positivo, o cátodo, y un terminal negativo, o ánodo.
El terminal marcado como negativo es la fuente de electrones que cuando se conecta a un circuito externo fluirá y entregará energía a un dispositivo externo. Cuando una batería está conectada a un circuito externo, los electrolitos pueden moverse como iones dentro, permitiendo que las reacciones químicas se completen en terminales separadas y así entreguen energía al circuito externo. Es el movimiento de esos iones dentro de la batería lo que permite que la corriente fluya fuera de la batería para realizar el trabajo.
Históricamente, el término “batería” se refería específicamente a un dispositivo compuesto por múltiples celdas, sin embargo, el uso ha evolucionado para incluir adicionalmente dispositivos compuestos por una sola celda.
Las baterías primarias (de un solo uso o “desechables”) se usan una vez y se desechan; Los materiales del electrodo se cambian irreversiblemente durante la descarga. Ejemplos comunes son la batería alcalina utilizada para linternas y una multitud de dispositivos portátiles. Las secundarias (baterías recargables) se pueden descargar y recargar varias veces; La composición original de los electrodos puede restaurarse mediante corriente inversa. Los ejemplos incluyen las baterías de plomo-ácido usadas en vehículos y las baterías de iones de litio usadas para dispositivos electrónicos portátiles.
Las baterías vienen en muchas formas y tamaños, desde celdas en miniatura utilizadas para alimentar audífonos y relojes de pulsera hasta bancos de baterías del tamaño de habitaciones que proporcionan energía de reserva para centrales telefónicas y centros de datos informáticos.
Según una estimación de 2005, la industria mundial de baterías genera US $ 48 mil millones en ventas cada año, con un crecimiento anual del 6%.
Las baterías tienen una energía específica mucho más baja (energía por unidad de masa) que los combustibles comunes como la gasolina. Esto se ve compensado en cierta medida por la mayor eficiencia de los motores eléctricos en la producción de trabajo mecánico, en comparación con los motores de combustión.
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