Een ultracapacitor, ook wel supercapacitor genoemd, is een elektrische component die honderden malen meer elektrische ladingshoeveelheid kan vasthouden dan een standaardcondensator. Deze eigenschap maakt ultracapacitors nuttig in apparaten die relatief weinig stroom en lage spanning vereisen. In sommige situaties kan een ultracapacitor de plaats innemen van een oplaadbare elektrochemische batterij met een laag voltage.
Een uitstekend voorbeeld van het gebruik van een ultracapacitor is te vinden in zogenaamde elektrische slimme meters. Deze apparaten slaan, in tegenstelling tot hun elektromechanische tegenhangers, informatie op over het elektriciteits- en energieverbruik thuis en in bedrijven, en bevatten geen bewegende delen. Bij een stroomstoring kan de meter met behulp van een ultracondensator een laatste statusbericht naar het nutsbedrijf sturen, waardoor gegevensverlies en de daaruit voortvloeiende verwarring worden voorkomen. Hoewel een oplaadbare back-upbatterij hetzelfde doel kan dienen, gaan de meeste elektrochemische batterijen stuk bij extreem lage temperaturen, zoals die vaak voorkomen in de winter in grote delen van de Verenigde Staten en vrijwel geheel Canada. Ultracapacitors blijven werken bij temperaturen ver onder het vriespunt.
Ultracapacitors zijn te vinden in noodradio's en zaklantaarns. De ultracapacitor wordt opgeladen met behulp van een miniatuur gelijkstroomgenerator die de gebruiker gedurende een paar minuten met de hand kan bedienen door aan een kleine zwengel te draaien. Zodra de ultracapacitor volledig is opgeladen, kan het apparaat geruime tijd werken (in sommige gevallen meer dan een uur) voordat het opnieuw moet worden opgeladen.
Een conventionele condensator bevat twee elektrisch geleidende oppervlakken, gescheiden door een isolerende laag die diëlektricum wordt genoemd. In het algemeen neemt de capaciteit toe naarmate het oppervlak van de geleiders groter is. De capaciteit neemt ook toe naarmate de afstand tussen de oppervlakken kleiner wordt, en naarmate de diëlektrische constante van de tussenliggende isolator toeneemt. Er bestaat echter een praktische limiet voor de capaciteit die met dit ontwerp kan worden bereikt. Een ultracapacitor verschilt fundamenteel in zijn interne structuur. In plaats van twee elektroden, gescheiden door een isolerende laag, maakt een ultracapacitor gebruik van een poreus medium dat het effect sorteert van een paar platen met een reusachtig oppervlak, gescheiden door slechts enkele nanometers. Als gevolg hiervan heeft de ultracapacitor veel meer capaciteit dan een conventionele component met hoge capaciteit (zoals een elektrolytische of tantaalcondensator).
Het belangrijkste nadeel van de ultracapacitor, vergeleken met oudere condensatorontwerpen, is het feit dat de ultracapacitor niet bestand is tegen hoge spanning. Terwijl een elektrolytische condensator een spanning van enkele honderden gelijkspanningen kan verdragen, hebben ultracapacitoren een maximale spanning van slechts ongeveer 5 gelijkspanningen. Om ultracapacitoren bij hogere voltages te kunnen gebruiken, moeten meerdere componenten in serie worden geschakeld (end-to-end, zoals de schakels in een ketting). Dan tellen hun spanningswaarden op, net zoals batterijspanningen in een serieschakeling optellen. Wanneer echter meerdere condensatoren van welk type dan ook in serie worden geschakeld, zijn speciale voorzorgsmaatregelen van essentieel belang om de spanningen over de afzonderlijke componenten gelijk te maken. Anders kan een van hen meer dan zijn deel van de spanning "opslokken" en als gevolg daarvan doorbranden.
Lees verder over ultracapacitors:
Gigacom bespreekt de theorie, voordelen en beperkingen van ultracapacitors.
Technology Review bekijkt opkomende ultracapacitor-technologieën.
Ultracapacitors kunnen op een dag windmolenparken in staat stellen energie te leveren, zelfs als het niet waait.