Superkondensator aus Plastik bricht Rekorde für Kapazität und Lebensdauer

Die hohe Leitfähigkeit und die Kapazität von PEDOT, eine Polymer aus Kohlenwasserstoffringen, werden größtenteils dadurch begrenzt, dass seine Oberfläche sehr klein ist. Dieser Wert bestimmt bei jedem Kondensator die elektrischen Eigenschaften.

Forschende der University of California haben diese Struktur so verändert, dass es nun am ehesten einem Fell oder einem Pelz ähnelt. Mit anderen Wort: Die zur Verfügung stehende Oberfläche wurde um ein Vielfaches erhöht durch den Einsatz von Kohlenstoffnanoröhrchen und Graphen als Trägermaterial.

So konnte die Kapazität auf einen Wert von 4.600 Millifarad je Quadratzentimeter gesteigert werden, was eine Zehnerpotenz höher ist als bei klassischem PEDOT. Zudem konnte eine enorme Haltbarkeit erreicht werden. Nach 70.000 Ladezyklen waren noch 70 Prozent der ursprünglichen Kapazität verfügbar. Insgesamt ließen sich fast 100.000 Ladezyklen durchführen.

Im Vergleich zu klassischen Batteriezellen kommt noch ein weiterer Vorteil hinzu: Weil keine chemischen Prozesse für die Speicherung ablaufen müssen, werden sehr hohe Lade- und Entladeleistungen erreicht. Diese ließen sich bei einer entsprechend großflächigen Konstruktion sogar für den Einsatz in Stromnetzen verwenden, um Überproduktionen direkt zu speichern und bei Bedarf ebenso schnell wieder abzugeben.

Mit dieser enormen Lebensdauer, die selbst bei stundenweise Entladung noch knapp 10 Jahre betragen würde, der hohen Speicherfähigkeit und der sehr hohen Ladeleistung, die typisch für Ultrakondensatoren ist, sind vielfältige Einsatzmöglichkeiten denkbar.

Unter anderem wurden bereits Solarzellen mit Kondensatoren kombiniert, um die Schwankungen bei der Produktion auszugleichen. Auch die Rekuperation beim Bremsen ließe sich damit erheblich vereinfachen.