Forscher der Vanderbilt University haben einen strukturellen Superkondensator entwickelt, der möglicherweise bald Batterien oder elektrische Leitungen obsolet machen könnte. Der Kondensator ermöglicht es, Energie in strukturellen Materialien zu speichern – und das für lange Zeit. Dabei soll der Superkondensator auch mechanische Belastungen problemlos überleben.
Kondensator: taugt als Batterieersatz (Foto: news.vanderbilt.edu, Joe Howell)Der Superkondensator mit dem Aussehen einer dünnen grauen Waffel besteht aus Silizium-Elektroden, in deren innerer Oberfläche sich Nano-Poren befinden. Anstatt Energie wie in Batterien durch chemische Reaktionen zu speichern, behält der Superkondensator sie durch den Aufbau elektrisch geladener Ionen auf der Oberfläche des porösen Materials.
In einem Test konnte der Superkondensator Energie speichern und liefern – auch wenn die Vibrationen und der Materialstress auf den Kondensator erhöht wurden. „Dieses Gerät demonstriert zum ersten Mal, dass es möglich ist, ein Material zu konstruieren, das eine signifikante Menge an Elektrizität speichert und abgibt, während sie von statischer Last und dynamischen Kräften wie Vibrationen beeinflusst wird“, meint Vanderbilt-Forscher Cary Pint.
Die Anwendungsmöglichkeiten für die Technologie sind vielfältig. So könnten zum Beispiel die Mauern in den Wohnungen dazu dienen, Energie zu speichern und an Lichtquellen sowie an andere elektrische Geräte abzugeben. „Was wäre, wenn wir die Tonnen an Material, die wir zu Hause haben, in elektrische Speichersysteme umwandeln, diese nicht teurer wären und noch dazu dieselben mechanischen Funktionen erfüllen?“, fragt Pint.
Ein Smartphone, welches durch diese Technologie angetrieben wird, könnte drahtlos durch seine Hülle geladen werden. Elektrische Autos könnten Energie in ihrem Chassis speichern. „Superkondensatoren speichern zehn Mal weniger Energie als heutige Lithium-Batterien. Aber sie haben eine tausendfach längere Lebenszeit“, so der Forscher.
Im Umkehrschluss bedeutet das, dass solche Superkondensatoren für strukturelle Applikationen besser geeignet sind. „Es macht keinen Sinn Materialien zu entwickeln, um eine Wohnung, ein Autochassis oder ein Flugzeug zu bauen, wenn man diese jede paar Jahre wieder ersetzen muss, weil sie nicht mehr funktionsfähig sind“, verdeutlicht Pint abschließend. (pte )
