Koreanische Forscher entwickeln Superkondensator

Sie stecken in praktisch jedem elektronischen Gerät und erfüllen verschiedenste Funktionen. Kondensatoren dienen als Energiespeicher und als sogenannte Blind- oder frequenzabhängige Widerstände. In manchen Fällen agieren sie sogar als Sensoren.

Anders als Akkus, weisen Kondensatoren aber nur einen Bruchteil von deren Energiedichte auf. Gleichzeitig ist ihre Leistungsdichte je nach Bauart 10 bis 100-fach grösser. Das bedeutet, dass Kondensatoren wesentlich schneller ge- und entladen werden können.

Weiterentwicklung: Superkondensatoren 

Die geringere Energiedichte macht sie als Hauptenergiequelle für elektronische Geräte jedoch eher unbrauchbar. In Laptops, Smartphones oder Digitalkameras kommen sie dennoch zum Einsatz. Sie dienen zur Stabilisierung bei Anwendungen mit schwankender Belastung. Etwa als Energielieferant für den Blitz einer Kamera oder zum Schreiben der Bilddateien.

Superkondensatoren sind eine Weiterentwicklung des klassischen Kondensators und unterscheiden sich vor allem in ihrem Aufbau und der Leistungsfähigkeit. Während der klassische Kondensator aus zwei Elektroden und einem Dielektrikum zwischen den beiden Elektroden besteht, setzen sich Superkondensatoren aus mehreren Schichten zusammen und verfügen über kein Dielektrikum.

Mehr Leistung und längere Lebensdauer

Am Korea Advanced Institute of Science and Technology (KAIST) haben Forscher nun den nach eigenen Angaben weltweit ersten Superkondensator mit metal-organischen Substanzen entwickelt. Wie Pressetext berichtet, ist die Leistung des neu entwickelten Materials 6,5 Mal höher als die bestehender Materialien. Die Lebensdauer des Superkondensators soll zudem bei über 10'000 Zyklen liegen.

Eine derart hohe Lebensdauer sei für die Mobilität wie auch für stationäre Anwendungen von grossem Vorteil, da man bestrebt ist, Materialien zu entwickeln, welche über Jahrzehnte standhalten, sagt Julian Schwenzel, Energiespeicher-Experte vom Fraunhofer-Institut, gegenüber Pressetext. Das "Wundermaterial" habe dementsprechend grosses Potenzial als Energiespeicher der Zukunft.

Besondere Bedeutung für Elektromobilität und mobile Endgeräte

Dem Team um Gang Jeong-gu und Choi Gyeong-min gelang es offenbar auch die Schwierigkeiten einer limitierten Energiedichte zu umgehen. Sie verarbeiteten Kohlenstoff und Metalloxide zu porösen Stoffen und schufen so eine metall-organische Substanz. Daraus resultierte eine nur nanometergrosse Struktur, die sowohl eine hohe Leistungs- als auch eine hohe Energiedichte aufweist.

"Dieses Zukunftsmaterial wird eine wichtige Rolle in der Entwicklung und Verwendung von metall-organischen Strukturen mit vielfältigen Funktionalitäten spielen", sagen die KAIST-Forschungsleiter. Besondere Bedeutung habe die Erfindung für Elektrofahrzeuge und mobile Endgeräte.