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Die Forscherin zeigt eine am Fraunhofer IPA entwickelte Graphen-Elektrode für den Einsatz in Superkondensatoren
Fraunhofer IPA

Die Forscherin zeigt eine am Fraunhofer IPA entwickelte Graphen-Elektrode für den Einsatz in Superkondensatoren

Das Stuttgarter Fraunhofer-Institut für Produktionstechnik und Automatisierung IPA sowie 9 weitere Partner aus Forschung und Industrie arbeiteten im nun erfolgreich abgeschlossenen EU-Projekt »ElectroGraph« an neuartigen Superkondensatoren mit Nanomaterialien, die Elektroauto-Batterien eine deutlich höhere Leistungs- und Speicherfähigkeit verleihen sollen. Die Technologie habe noch weitere Vorteile: Die mit den Batterien gekoppelten Superkondensatoren sind energieffizient, führen zu schnelleren Lade- und Entladevorgängen und könnten dadurch das Stromtanken künftig erheblich verkürzen.

Auch die bei den meisten modernen Elektrofahrzeugen beim Bremsen gewonnene Rekuperationsenergie könne von den Nano-Superkondensatoren viel schneller aufgenommen und gespeichert werden - anders als bei herkömmlichen Batterien soll sie in Sekunden geladen sein und liefern den elektrischen Strom bei Bedarf zurück an Klimaanlage, Radio und Co. Die Forscher erklärten, es sei geglückt, die Energiedichte im Vergleich zu den bisherigen Superkondensatoren durch den Einsatz von Nanomaterialien zu erhöhen – zwar verfügten Superkondensatoren schon über eine höhere Leistungsdichte, die Energiespeicherkapazität war aber noch geringer als bei anderen bestehenden Batterietechnologien.

 

Graphen-Elektroden erhöhen Energieeffizienz deutlich

 

Wie der Projektname »ElectroGraph« schon andeutet, wurde in den Studien das Nanomaterial Graphen untersucht und verwendet. Es zeichnet sich durch seine extrem hohe spezifische innere Oberfläche sowie seine hohe elektrische Leitfähigkeit aus und eignet sich daher gut als Elektrodenmaterial (bisher wurde Aktivkohle verwendet). »Beim Speichervorgang wird die elektrische Energie in den Elektroden aufgenommen. Je größer die nutzbare Fläche der Elektroden entwickelt wird, desto mehr Energie kann gespeichert werden«, erklärt Carsten Glanz, Projektleiter und Gruppenleiter am IPA, und fügt hinzu: »Die entwickelten Elektroden besitzen bereits heute eine um 75% höhere Speicherkapazität im Vergleich zu kommerziell verfügbaren Elektroden, die bisher in Superkondensatoren eingesetzt werden. Ich gehe davon aus, dass im Auto der Zukunft eine Batterie mit vielen, räumlich verteilten Kondensatoren gekoppelt sein wird, die etwa die Steuerung von Klimaanlage, Navigationssystem und Spiegeln übernehmen, so dass die Batterie entlastet und Spannungsspitzen beim Anlassen des Autos abgefangen werden können. Die Batterie ließe sich somit auch kleiner bauen.«

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