Superkondensatoren: Nanodiamanten als effiziente Energiespeicher

23. Dezember 2013, 20:00
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Kapazität und Energiedichte elektrischer Energiespeicher könnte durch Nanodiamant-Komponenten erheblich gesteigert werden

Würzburg/München - Diamanten als Energiespeicher? Wissenschafter des Bayerischen Zentrums für Angewandte Energie (ZAE Bayern) und der Universität Würzburg erforschen aktuell, wie sogenannte Nanodiamanten helfen könnten, elektrische Energiespeicher noch effizienter zu machen.

Sogenannte Superkondensatoren, auch Supercaps genannt, können elektrische Energie ohne verlustreiche Umwandlungsprozesse innerhalb von Sekunden aufnehmen und wieder abgeben. Superkondensatoren sind daher vor allem für schnelle Lade- und Entladevorgänge interessant, wie beispielsweise die Rückgewinnung von Bremsenergie (Rekuperation) in Fahrzeugen.

Vielversprechende Superkondensatoren

Supercaps werden aus hochporösen Kohlenstoffen wie Aktivkohle oder sogenannten Aerogelen gefertigt. Diese Materialien ermöglichen es, Kondensatorelektroden mit sehr hohen volumenspezifischen Kapazitäten bereit zu stellen. Außerdem übersteigt die Lebensdauer von Superkondensatoren die von Batterien um ein Vielfaches. Trotz dieser Vorteile liegt die maximal speicherbare Energiemenge derzeit verfügbarer Supercaps noch ein bis zwei Größenordnungen unter den Werten, die von Akkumulatoren erzielt werden können

Gesteigerte Kapazität durch Nanodiamanten

Hier sollen nanotechnologische Innovationen helfen: Aktuelle internationale Forschungsergebnisse würden zeigen, dass der Einbau von Nanodiamanten in die Matrix der Kondensatorelektroden eine erhebliche Steigerung der Kapazität und damit der Energiedichte verspricht, so die bayrischen Forscher. Genau das soll in dem auf drei Jahre ausgelegten Projekt nun genauer untersucht werden. Dabei soll vor allem geklärt werden, welche Funktion die Nanodiamanten in der Elektrodenmatrix besitzen. Denn obwohl beide aus Kohlenstoff bestehen, unterscheidet sich ihre strukturelle Zusammensetzung doch fundamental.

Besonders interessant ist, ob die Diamanten eine aktive Komponente darstellen oder lediglich als Additiv zur gesteigerten Kapazität beitragen. Durch die Nanodiamant-Komponente sei keine signifikante Kostensteigerung für den Speicher zu erwarten, so die Wissenschafter. Anders als man vielleicht glauben könnte, fallen diese drei bis fünf Nanometer großen Kohlenstoffpartikel als Abfallprodukte bei der Entsorgung von Sprengstoffen an und sind daher in Industriemengen kostengünstig verfügbar. (red, derStandard.at, 23.12.2013)

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