Süperkapasitör (ultrakapasitör, elektrikli çift-tabaka kapasitör), elektrod-elektrolit arayüzünde ince adsorpsiyon mono- ve polimoleküler tabakalarda (filmler) enerjiyi (şarj) bağlı bir yük (elektrikli çift-tabaka) olarak biriktiren kapasitördür.
Elektrod ve elektrolitin arayüzeyindeki çift elektrik tabakasında yükü biriken bir superkapasitörün elektrotları, gerekli spesifik enerjiyi sağlamak için ~1000 m2/g ve daha yüksek bir yüzey geliştirmiş olmalıdır. Bu yönden, karbon gözenekli malzemeler, superkapasitör elektrotlar (aktif karbon, karbon kumaş, v.s.) olarak kullanılmaya uygun malzemelerdir. Ancak, karbon elektrotları yüksek elektrik direncine sahiptir. Ayrıca, bu gibi elektrotlar, sulu bir elektrolit ile çalıştırıldığında, 1V'den daha düşük çalışma voltaj sınırına sahiptirler; çünkü geri dönüşümsüz (irrevesibil) elektrokimyasal reaksiyonlar yüksek voltajlarda mümkündür ve karbon malzemelerin ince yapısının bozulmasına neden olabilir ve elektrotların ömrünü önemli ölçüde kısaltabilir. Organik ve katı elektrolitler çalışma voltajının 3V’a yükselmesine yardımcı olabilir; ancak elektrolitin iletkenliği azalır, dolayısıyla iç kapasitör direnci artar ve güç yoğunluğu düşer.
Süperkapasitler, galvanik hücreler ve akümülatörler gibi geleneksel elektrokimyasal güç kaynaklarına kıyasla birçok avantaja sahiptir:
· Şarj edilmesi ve deşarjı hızlıdır
· Yüzbinlerce şarj/deşarj devresinden sonra bile bozulma düşüktür
· Hafiftirler, zehirli değildirler
· Yüksek verimlidirler (> % 95)
· Polar değillerdir
· Spesifik enerji (1-10 W.saat/kg) standart pillerden (> 20 W.saat/kg) düşüktür
· Voltaj yüke bağlıdır
· Kısa devre nedeniyle dahili kontaklar yanabilir
· Yüksek self-deşarj
· Düşük voltaj, kısa kullanım süresi (şarjın sınır voltajında birkaç yüz saat)
Dezavantajların bazılarını aşmak için, kimyasal güç kaynaklarının ve süperkapasitörlerin avantajlarını birleştiren elektrokimyasal süperkapasitörler geliştirilmiştir.
