Eine neue Art Kondensatoren könnte einen Durchbruch für Akkus bedeuten. (Bildquelle: Adobe Stock/Nomad_Soul)

Forscher der Washington Universität in St. Louis haben unbeabsichtigt eine neue Art der Kondensatoren entdeckt, die es ermöglichen soll, viel größere Mengen Energie als bisherige Modelle zu speichern – bei gleichzeitig relativ geringen Verlusten (Science.org, via Efahrer und Winfuture).

Warum ist das wichtig? Kondensatoren spielen eine ausschlaggebende Rolle in der Elektronik und unter anderem in der Batterie- und Akkumulatoren-Technik.

Vor allem mit Blick auf die Lebensdauer von Akkus beispielsweise in Elektrofahrzeugen sind Kondensatoren mitunter entscheidend.

Die Zufallsentdeckung des Forschungsteams um den koreanischen Assistenzprofessor Sang-Hoon Bae hat das Potenzial, die Lebensdauer von Akkus um ein Vielfaches zu verlängern.

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19-mal höhere Energiedichte und 90 Prozent Wirkungsgrad

Im Detail: Bae und sein Team hatten eigentlich nur Materialeigenschaften sogenannter 2D/3D/2D-Heterostrukturen untersucht, als sie bemerkten, dass das Material ungeahnte physikalische Eigenschaften aufweist:

Ursprünglich waren wir nicht auf Energiespeicherung fokussiert, aber während der Erforschung der Materialeigenschaften fanden wir ein neues physikalisches Phänomen und realisierten, dass es für die Energiespeicherung genutzt werden kann und das war sowohl sehr interessant als auch potenziell sehr viel nützlicher.

Sang-Hoon Bae

Das Material ermöglicht eine 19-mal höhere Energiedicht als es bei handelsüblichen ferroelektrischen Kondensatoren der Fall ist.

Das sind Kondensatoren, die eine stabile elektrische Polarisation auch ohne äußeres elektrisches Feld aufrechterhalten können.

Gleichzeitig erzielten die Forscher einen Wirkungsgrad von 90 Prozent.

Was sind Kondensatoren? Das sind Bauelemente, die elektrische Ladungen speichern und abgeben können. Im Vergleich zu trägeren Akkus können Kondensatoren diese Ladungen aber viel schneller aufnehmen und abgeben.

Sie dienen in vielen elektrischen Geräten unter anderem dazu, das Wegbleiben von Spannung durch die Batterie oder den Akku zu überbrücken.

Gleichzeitig fangen Kondensatoren respektive sogenannte Superkondensatoren Spitzenimpulse ab und sind empfindlich gegenüber Entladungstiefe (via all-electronics).

Akkus mit viel längerer Lebensdauer

Diese beiden Eigenschaften könnten durch den nun entdeckten Kondensator-Typ noch einmal deutlich verbessert werden.

Für Akkus ist das deshalb gut, weil sie damit noch mehr vor Spitzenlasten und Entladungstiefen geschützt werden. Dadurch wiederum könnte sich ihre Lebensdauer verlängern.

Das neue Material ist aber längst nicht marktreif. Es muss noch viel Forschungsarbeit geleistet werden. Dahingehend äußerte sich der Studienleiter folgendermaßen:

Unsere nächsten Schritte werden darin bestehen, diese Materialstruktur noch weiter zu verbessern, damit wir den Bedarf an ultraschnellen Lade- und Entladevorgängen und sehr hohen Energiedichten in Kondensatoren decken können.

Dabei müssen wir in der Lage sein, dies zu erreichen, ohne dass die Speicherkapazität bei wiederholten Ladevorgängen verloren geht, damit dieses Material auf breiter Basis in großen elektronischen Geräten wie Elektrofahrzeugen und anderen sich entwickelnden grünen Technologien eingesetzt werden kann.

Sang-Hoon Bae

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Was meint ihr? Stehen wir vor einer Akku-Revolution? Könnte der neu entdeckte Kondensator-Typ die Lebensdauer beispielsweise von Elektroautobatterien wirklich um ein Vielfaches verlängern? Oder glaubt ihr eher, dass das Konzept eine gute Idee bleibt und letztlich doch in der Schublade der Wissenschaft verschwindet? Schreibt es uns gerne in die Kommentare!