30. März 2017
Erneuerbare Energie

Superkondensatoren für Elektroautos

Das Forscherteam © Montanuniversität Leoben
Das Forscherteam
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Einem Team von Forschern rund um die Montanuniversität Leoben ist es gelungen eine neue Technik zu entwickeln, um die Vorgänge innerhalb von Kondensatoren besser zu untersuchen und damit die Leistung zu optimieren. Die verstärkte Nutzung von alternativen Energiequellen sowie die steigende Nachfrage nach Elektrofahrzeugen haben einen enormen Forschungsfortschritt im Bereich von Energiespeichern ausgelöst. Insbesondere Superkondensatoren gelten hier als zukunftsträchtige Ergänzungen zu herkömmlichen Akkus. Das Geheimnis von Superkondensatoren sind die sich im Inneren befindlichen Elektroden aus hochporösem Kunststoff. Diese ermöglichen es, besonders viel Energie zu speichern.

Artikel in Nature Energy

Österreichisch-deutsches Forscherteam entwickelt neue Mess- und Analysemethode und macht damit den Mechanismus der Ladungsspeicherung in Superkondensatoren erstmals sichtbar.

Gibt man Kochsalz in Wasser, so entstehen Ionen, also positiv und negativ geladene Atome. Beim Anlegen einer elektrischen Spannung bewegen sich diese zu entgegengesetzt geladenen Elektroden und speichern damit elektrische Energie. Dieser Vorgang entspricht dem Prozess beim Laden eines Superkondensators. Die Ionen bewegen sich dabei in den winzigen, mit Wassermolekülen gefüllten Poren der Kohlenstoffelektroden. Die Poren sind nicht viel größer als ein, zwei Ionendurchmesser und in einem komplexen Netzwerk miteinander verbunden. In einer derartig beengten Umgebung lässt sich zwar besonders viel elektrische Energie speichern, der Transport und somit die Geschwindigkeit des Ladens und Entladens kann aber aufgrund gegenseitiger Behinderung der Ionen, ähnlich eines Verkehrsstaus, eingeschränkt werden.

Ein interdisziplinäres Team von Wissenschaftlern unter Federführung des Institutes für Physik der Montanuniversität Leoben und unter Beteiligung der Technischen Universität Graz, der Universität Wien und dem Institut für Neue Materialien in Saarbrücken, hat nun neue Wege zum besseren Verständnis dieser Phänomene aufgezeigt. Mit einer Kombination aus Röntgenstreuexperimenten und atomistischen Computersimulationen konnten die beschriebenen Vorgänge erstmals auf atomarer Ebene sichtbar gemacht und neue Möglichkeiten hin zu optimierten Elektrodenmaterialien aufgezeigt werden.

Den gesamten Bericht finden Sie Externe Verknüpfung hier, den Artikel in Nature Energy Externe Verknüpfung hier.

Weitere Informationen:

Dipl.-Ing. Christian Prehal
Institut für Physik
Tel.: 03842/402-4624
christian.prehal@unileoben.ac.at

Univ.-Prof. Dr. Oskar Paris
Institut für Physik
Tel.: 03842/402-4600
oskar.paris@unileoben.ac.at

Quelle: Montanuniversität Leoben / III 2017