Supercap dank 2D-Materialien besser als Li-Ion-Akku?
So gut wie alle modernen „Mobilgeräte“ vom Smartphone bis zum Elektroauto setzen heute auf Lithium-Akkus. Sie bieten vor allem hohe Energiedichte. Supercaps kommen dem aber immer näher und übertreffen Akkus bezüglich Anzahl an Ladezyklen und Ladegeschwindigkeit deutlich. Mit 2D-Materialien nähern sich Forscher der University of Central Florida dem Ziel des praktischen Einsatzes von Supercaps immer weiter.
So gut wie alle modernen „Mobilgeräte“ vom Smartphone bis zum Elektroauto setzen heute auf Lithium-Akkus. Sie bieten vor allem hohe Energiedichte. Supercaps kommen dem aber immer näher und übertreffen Akkus bezüglich Anzahl an Ladezyklen und Ladegeschwindigkeit deutlich. Mit 2D-Materialien nähern sich Forscher der University of Central Florida dem Ziel des praktischen Einsatzes von Supercaps immer weiter.
Forscher der UCF arbeiten an einem Supercap-Verfahren, dass das Potential zu Energiedichten hat, die durchaus im Bereich von modernen Lithium-Akkus liegen. Die klassischen Vorteile wie enorm hohes Ladetempo und im Vergleich hohe Stückzahlen werden dabei nicht beeinträchtigt. Typische Smartphone-Akkus fangen bei entsprechender Nutzung oft schon nach 1,5 bis 2 Jahren an zu schwächeln. Viel mehr als 1.500 Ladezyklen ohne merkbare Reduktion der Kapazität ist nicht drin. Außerdem ist der maximale Lade- und Entladestrom begrenzt, der ohne Schädigung der Zellchemie appliziert werden kann. Die Supercap-Prototypen der UCF-Forscher erreichen mit 30.000 Ladezyklen ohne Degradation gut die 20-fache Lebensdauer und können – sofern die zur Verfügung stehende Ladetechnik genug Energie bietet – prinzipiell in Sekunden geladen werden. Stromspitzen bei der Energieentnahme können sehr hoch sein.
Das Forscher-Team experimentierte mit Nano-Drähten, die chemisch mit sogenannten 2D-Materialien beschichtet sind. Der Kern der Faser bietet eine gute Stromleitung und die nur wenige Atomlagen dicken Plättchen außenrum formen eine enorm große und stabile Oberfläche, die hohe Energie- und Leistungsdichten ermöglicht. Das Verfahren ist zwar noch nicht produktionsreif, aber durchaus vielversprechend. Die Forschungsergebnisse wurden kürzlich in der Fachzeitschrift ACS Nano veröffentlicht.
Forscher der UCF arbeiten an einem Supercap-Verfahren, dass das Potential zu Energiedichten hat, die durchaus im Bereich von modernen Lithium-Akkus liegen. Die klassischen Vorteile wie enorm hohes Ladetempo und im Vergleich hohe Stückzahlen werden dabei nicht beeinträchtigt. Typische Smartphone-Akkus fangen bei entsprechender Nutzung oft schon nach 1,5 bis 2 Jahren an zu schwächeln. Viel mehr als 1.500 Ladezyklen ohne merkbare Reduktion der Kapazität ist nicht drin. Außerdem ist der maximale Lade- und Entladestrom begrenzt, der ohne Schädigung der Zellchemie appliziert werden kann. Die Supercap-Prototypen der UCF-Forscher erreichen mit 30.000 Ladezyklen ohne Degradation gut die 20-fache Lebensdauer und können – sofern die zur Verfügung stehende Ladetechnik genug Energie bietet – prinzipiell in Sekunden geladen werden. Stromspitzen bei der Energieentnahme können sehr hoch sein.
Das Forscher-Team experimentierte mit Nano-Drähten, die chemisch mit sogenannten 2D-Materialien beschichtet sind. Der Kern der Faser bietet eine gute Stromleitung und die nur wenige Atomlagen dicken Plättchen außenrum formen eine enorm große und stabile Oberfläche, die hohe Energie- und Leistungsdichten ermöglicht. Das Verfahren ist zwar noch nicht produktionsreif, aber durchaus vielversprechend. Die Forschungsergebnisse wurden kürzlich in der Fachzeitschrift ACS Nano veröffentlicht.
