Supercondensateurs

Présentation:

On peut voir les supercondensateur comme des batteries ultra rapide. Le principe de fonctionnement reste dans le fond le même. Il s'agit d'un transfert d'ion d'une électrode poreuse à l'autre. Sauf que cette fois l'affinité chimique fait que ce transfert se fait bien plus rapidement.

On trouve ces supercondensateurs notamment dans le domaine des transports férroviaire et urbain. Il servent à stocker virtuellement l'énergie cinétique du freinage pour la restituer lors de l'accélération réduisant ainsi les pertes.

 

Schéma du fonctionnement d'un supercondensateur Crédit Wikipédia. Photographie de la gamme Skelcap Crédit Skelcap

 

Mise en pratique

Les supercondensateurs ont une forte dichotomie entre leur  puissance spécifique qui est de l'ordre de de 5 à 10 kW/kg et leur énergie spécifique qui est elle de l'ordre de 6-7 Wh/kg ce qui équivaut à 25 kJ/kg. Cela signifie que les supercondensateurs se déchargent extrêmement vite. par exemple 7 kg de condensateur capable de fournir 70kW de puissance équivalent à 175 kJ. Ce qui signifie qu'ils vont être déchargés en 2.5 secondes. Le temps de recharge est similaire.

La recherche s'oriente donc vers l'augmentation de l'énergie spécifique des supercondensateurs. Le MIT (Massachusetts Institute of Technology) a par exemple mis au point un supercondensateur atteignant 30 Wh/kg. De même le couplage de la technologie lithium ion avec du charbon actif a permis la mise au point de modèles pouvant aller jusqu'à 20 Wh/kg.    

Comme ils se déchargent et recharge très vite, la question de la durée de vie et du nombre de cycle devient pertinente. La plupart des constructeurs (Maxwell Technologies,Epcos...) garantissent plus d'un million de cycle. Ce qui rend cette solution relativement fiable.

Pour ce qui est de la compacité les supercondensateurs ont une densité énergétique similaire à leurs énergie spécifique ce qui les rends relativement compact.

On comprends alors qu'on ne peut les utiliser, même pour 20 minutes. Cependant grâce à leurs grande puissance spécifique ils peuvent être utiles durant les pics de stress ou pour combler des manques de puissances dans le cycle de la solution aérodynamique, on y revient dans la dernière partie.