Neue Forschungsergebnisse offenbaren, dass ein Superkondensator die Ladezeit von Elektroautos und Elektrogeräten deutlich reduzieren könnte. So soll es beispielsweise möglich sein, ein Smartphones in einer Minute aufzuladen.
In den vergangenen Jahren ging die Nachfrage nach Lösungen zur Speicherung von Energie regelrecht durch die Decke. Doch je nach Ansatz dauert es teilweise sehr lange, bis eine Batterie voll aufgeladen ist. Forscher der CU Boulder machten kürzlich eine Entdeckung, die die Art und Weise, wie wir Energie speichern, verändern könnte.
Die Erkenntnisse könnten dazu führen, dass wir sogenannte Superkondensatoren schneller laden können. Im Resultat verbessert der Ansatz die Energiespeicherung in elektronischen Geräten und Stromnetzen erheblich. Das bedeutet, dass wir unsere Smartphones künftig in weniger als einer Minute oder Elektroautos in nur zehn Minuten vollständig aufladen könnten.
Superkondensator: Schnellere Ladezeiten und längere Lebensdauer
Die Forscher unter der Leitung von Ankur Gupta, einem Assistenzprofessor für Chemie- und Bioingenieurwesen, fanden heraus, wie sich die kleinen Ionen in einem komplexen Netzwerk winziger Poren bewegen. Dieses Verständnis könnte zu noch effizienteren Energiespeichergeräten führen.
Die Entdeckung kommt insbesondere Superkondensatoren zugute. Dieser besitzen im Vergleich zu Batterien schnellere Ladezeiten und eine längere Lebensdauer. Ein entscheidender Vorteil von Superkondensatoren liegt in ihrer Geschwindigkeit. Sie speichern Energie durch die Ansammlung von Ionen in ihren Poren. Das führt zu rasanten Lade- und Entladezeiten.
Kommen bald noch effizientere Geräte?
Die Forscher zeigten unter anderem, dass die Bewegung der Ionen an den Kreuzungspunkten der Poren anders verläuft als bisher angenommen. Dies führte zur Modifikation von Kirchhoffs Gesetz, das seit 1845 den Stromfluss in elektrischen Schaltkreisen beschreibt. Vor dieser Studie beschrieben Papiere die Ionenbewegungen nur in geraden Poren.
Nun können Wissenschaftler die Bewegungen in einem komplexen Netzwerk aus tausenden miteinander verbundenen Poren simulieren und in wenigen Minuten vorhersagen. Diese Entdeckung schließt eine wichtige Wissenslücke und könnte die Grundlage für die nächste Generation von Energiespeichertechnologien bilden. Bessere Geräte und effizientere Stromnetze könnten die Folge sein.
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