Innovation: Australische Forscher entwickeln Superspeicher - WiWo-green PDF Drucken E-Mail
Geschrieben von: 1A-Johann Sandler   
Montag, den 19. August 2013 um 07:37 Uhr

Von in Innovation — 14.08.2013 um 09:31

Sogennante Super- oder gar Ultracaps sind eigentlich ideal zur Versorgung von Fahrzeugen mit Strom. Die Lebensdauer der kleinen Stromspeicher ist auf alle Fälle größer als die der Fahrzeuge, die sie antreiben, und sie sind innerhalb von weniger als einer Minute voll aufgeladen.

Dass sie sich dennoch nicht durchsetzen, liegt an ihrem Handicap: Ihre Speicherkapazität ist mit fünf bis acht Wattstunden pro Liter zu gering – nötig wäre mindestens das Zehnfache. Erst dann würden sie die Energiedichte zum Beispiel eines Bleiakkus erreichen.

Bisher werden Supercaps vor allem in Straßenbahnen zur Speicherung von Strom genutzt, der beim Bremsen frei wird, und zur Überwindung von kurzen Strecken, auf denen es aus Denkmalschutzgründen keine Oberleitung gibt. Neuerdings speichern sie für kurze Zeit auch Strom in Solaranlagen (wir haben an dieser Stelle darüber berichtet).

Eine Entwicklung von Forschern der Monash-Universität in der australischen Millionenstadt Melbourne könnte jetzt aber einen entscheidenden Fortschritt bringen. Sie setzen als Speicherplatten Graphen ein. Dabei handelt es sich um eine erst vor wenigen Jahren entdeckte Sonderform des Kohlenstoffs, der sich bereits in vielfältiger Gestalt präsentiert, etwa als Diamant oder als Mine im Bleistift.

Stromspeicher, so flach wie ein Buch

Graphen besteht aus einer einzigen Lage Kohlenstoffatome, die jeweils ein Sechseck bilden. In extrem starker Vergrößerung erinnert die Struktur an eine Bienenwabe.

Graphen ist ein sehr guter Stromleiter, fester als Stahl und unempfindlich gegen Säuren, um nur einige der phänomenalen Eigenschaften des Materials zu nennen. Die Supercaps der Australier bestehen aus einer Vielzahl von Graphenschichten, die durch einen Spalt getrennt sind, der nach Nanometern misst (ein Nanometer ist ein Millionstel Millimeter). Das Graphen wird in ein Gel eingelagert. Nach dem Trocknen sieht es aus wie getrockneter weißer Rauch – und ist auch kaum schwerer. Der fast transparente Gelspeicher hat ungefähr die selbe Speicherdichte wie aktuelle Bleiakkus.

Kohlenstoffgele (siehe Aufmacherbild) sind bereits vor längerer Zeit hergestellt worden, um Supercaps mit hoher Speicherkraft zu bauen, unter anderem von der US- Raumfahrtbehörde Nasa. Die Australier schafften es erstmals mit Graphen. Das neue Material erhöht die Energiedichte der Caps auf 60 Wattstunden pro Liter.

Selbst wenn man Milliarden dieser Einzelspeicher übereinander stapelt sind sie allenfalls so dick wie ein mittleres Taschenbuch.  Professor Dan Li, Werkstoffexperte und Entwickler des Speichers, glaubt, dass er nur noch wenige Schritte von der Kommerzialisierung entfernt ist.

Der Effekt: Mit den Gelbatterien könnte sich die Nutzungsdauer von Speichern in Elektroautos entscheidend verlängern lassen. Außerdem würden sich die Ladezeiten drastisch verringern. Die neuen Supercaps könnten aber auch Solaranlagen voranbringen: Indem sie helfen, kurzzeitige “Ausfälle” der Sonne zu überbücken. Grüne Stromversorgung würde damit verlässlicher.

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Zuletzt aktualisiert am Montag, den 19. August 2013 um 08:31 Uhr