Superkondensatoren sollen künftig ein Standbein der Speicherproduktion werden. Sie können im Gegensatz zu herkömmlichen Batterien, große Energiemengen schnell aufnehmen und genauso schnell wieder abgeben – vor allem für die E-Mobilität eine Chance. Doch bis zu einem Marktdurchbruch fehlt der Speichertechnologie die Effizienz. Das könnte sich jedoch bald schon ändern.
Forschern der Technischen Universität München (TU München) ist es gelungen die Energiedichte des Superkondesators auf 73 Wh pro Kilogramm zu steigern. Auch wenn das im Vergleich zu Lithium-Ionen-Akkus mit bis zu 265 Wh pro Kilogramm wenig erscheint, ist es für die Supercap-Forschung ein Meilenstein, sonst erreichen die Speicher lediglich um die 25 Wh pro Kilogramm.
Die Materialkombination macht es aus
Möglich wurde die Steigerung der Energiedichte durch den Einsatz von Hybridmaterialien in der positiven Elektrode. „Die Natur ist voll von hochkomplexen, evolutionär optimierten Hybridmaterialien – Knochen und Zähne sind Beispiel dafür, ihre mechanischen Eigenschaften wie Härte oder Elastizität hat die Natur durch Kombination verschiedener Materialien optimiert“, sagt Roland Fischer, Professor für anorganische und metallorganische Chemie an der TU München.
Die Kombination von Basismaterialien übertrug das Forschungsteam auf die Superkondensatoren. Sie verwendeten dabei als Grundlage der neuartigen positiven Elektrode des Speichers chemisch verändertes Graphen und verbanden diese mit einer negativen Elektrode aus Titan und Kohlenstoff.
Höhere Lebensdauer
Die Materialkombi sorgt nicht nur für mehr Energiedichte sondern steigert auch die Leistungsdichte auf 16 kW pro Kilogramm. Und auch die Langlebigkeit kann durch den Einsatz des Hybrid-Graphen erhöht werden. Während einer klassischen Lithium-Ionen-Batterie nach etwa 5000 Zyklen der Saft ausgeht, kommt der Supercap nach 10.000 Zyklen noch auf eine Kapazität von 90 Prozent. (lm)
