Un ultracondensatore, chiamato anche supercondensatore, è un componente elettrico in grado di contenere una quantità di carica elettrica centinaia di volte superiore rispetto a un condensatore standard. Questa caratteristica rende gli ultracondensatori utili in dispositivi che richiedono relativamente poca corrente e bassa tensione. In alcune situazioni, un ultracondensatore può sostituire una batteria elettrochimica ricaricabile a bassa tensione.
Un eccellente esempio di utilizzo di un ultracondensatore può essere trovato nei cosiddetti contatori elettrici intelligenti. Questi dispositivi, a differenza delle loro controparti elettromeccaniche, memorizzano informazioni sull'energia elettrica domestica e aziendale e sul consumo di energia e non contengono parti in movimento. In caso di interruzione di corrente, un ultracondensatore consente al misuratore di inviare una comunicazione sullo stato finale alla società di servizi, prevenendo la perdita di dati e la confusione che potrebbe derivarne. Sebbene una batteria di backup ricaricabile possa servire allo stesso scopo, la maggior parte delle batterie elettrochimiche si guasta a temperature estremamente basse, come comunemente si verificano in inverno in gran parte degli Stati Uniti e praticamente in tutto il Canada. Gli ultracondensatori continuano a funzionare a temperature molto al di sotto dello zero.
Gli ultracondensatori possono essere trovati nelle radio di emergenza e nelle torce elettriche. L'ultracondensatore si ricarica con l'aiuto di un generatore di corrente continua (CC) miniaturizzato che l'utente può azionare manualmente per un paio di minuti ruotando una piccola manovella. Una volta che l'ultracondensatore ha acquisito una carica completa, il dispositivo può funzionare per un bel po '(in alcuni casi più di un'ora) prima di aver bisogno di una ricarica.
Un condensatore convenzionale contiene due superfici elettricamente conduttive, separate da uno strato isolante chiamato dielettrico. In generale, la capacità aumenta all'aumentare dell'area superficiale dei conduttori. La capacità aumenta anche al diminuire della spaziatura tra le superfici e all'aumentare della costante dielettrica dell'isolante interposto. Tuttavia, esiste un limite pratico per quanto riguarda la capacità ottenibile con questo progetto. Un ultracondensatore differisce fondamentalmente nella sua struttura interna. Invece di avere due elettrodi separati da uno strato isolante, un ultracondensatore utilizza un mezzo poroso che produce l'effetto di una coppia di piastre con una superficie gigantesca, separate solo da pochi nanometri. Di conseguenza, l'ultracondensatore ha una capacità di gran lunga superiore rispetto a qualsiasi componente convenzionale ad alta capacità (come un condensatore elettrolitico o al tantalio).
Lo svantaggio principale dell'ultracondensatore, rispetto ai vecchi condensatori, è il fatto che l'ultracondensatore non può sopportare l'alta tensione. Mentre un condensatore elettrolitico può essere valutato a diverse centinaia di volt CC, gli ultracondensatori hanno valori nominali massimi di solo circa 5 volt CC. Per poter utilizzare gli ultracondensatori a tensioni più elevate, più componenti devono essere collegati in serie (end-to-end, come gli anelli di una catena). Quindi i loro valori di tensione si sommano, proprio come le tensioni della batteria si aggiungono in una connessione in serie. Tuttavia, quando più condensatori di qualsiasi tipo sono collegati in serie, sono essenziali precauzioni speciali per equalizzare le tensioni tra i singoli componenti. Altrimenti, uno di loro potrebbe "assorbire" più della sua quota di voltaggio e di conseguenza bruciarsi.
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