{"id":51659,"date":"2014-07-05T00:00:00","date_gmt":"2014-07-04T22:00:00","guid":{"rendered":"https:\/\/www.sonnenseite.com\/politik\/nano-superkondensatoren-fuer-elektroautos.html"},"modified":"2014-07-05T00:00:00","modified_gmt":"2014-07-04T22:00:00","slug":"nano-superkondensatoren-fuer-elektroautos","status":"publish","type":"post","link":"https:\/\/www.sonnenseite.com\/de\/politik\/nano-superkondensatoren-fuer-elektroautos\/","title":{"rendered":"Nano-Superkondensatoren f\u00fcr Elektroautos"},"content":{"rendered":"

Hierzulande ist das Interesse an Elektroautos m\u00e4\u00dfig. Dies k\u00f6nnte sich bald \u00e4ndern. <\/p>\n\n

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Neuartige Superkondensatoren mit Nanomaterialien sollen den Weg zum Massenmarkt ebnen. Sie k\u00f6nnen deutlich mehr Energie speichern als derzeit verf\u00fcgbare Modelle.<\/p>\n

In Norwegen geh\u00f6ren Elektroautos zum Alltag, dort steht bereits zum zweiten Mal ein Stromer an der Spitze der Pkw-Neuzulassungen. Hierzulande ist der Anteil von Elektrofahrzeugen gering. Von den 43 Millionen Autos fahren nur 8000 mit Strom. Hohe Preise, geringe Reichweiten und fehlende Stromtankstellen halten viele Deutsche vom Kauf ab. Ein weiteres Hindernis auf dem Weg zum Massenmarkt sind die langen Ladezeiten der Batterien, die mit einem \u00fcblichen Tankvorgang nicht vergleichbar sind.<\/p>\n

Superkondensatoren, die mit Batterien gekoppelt sind, k\u00f6nnten den Ladevorgang k\u00fcnftig erheblich verk\u00fcrzen. Diese alternativen Stromspeicher laden und entladen schnell und unterst\u00fctzen den sparsamen Umgang mit Energie im Elektroauto. Beim Bremsen wird bisher bei Verbrennungsmotoren Bewegungsenergie in W\u00e4rme umgewandelt, die jedoch ungenutzt verpufft. In Stromern dagegen wandeln Generatoren die Bewegungs- in elektrische Energie um, die von Superkondensatoren blitzschnell aufgenommen und gespeichert werden kann. Im Gegensatz zu Batterien sind sie in Sekunden geladen und liefern den elektrischen Strom bei Bedarf zur\u00fcck an Klimaanlage, Radio und Co.<\/p>\n

Wichtige Eigenschaften der schnellen Speicher sind Energie- und Leistungsdichte \u2013 also Energie, beziehungsweise Leistung pro Masse. Und hier liegt auch die Herausforderung: <\/strong>Superkondensatoren verf\u00fcgen zwar \u00fcber eine hohe Leistungsdichte, ihre Energiedichte muss jedoch optimiert werden. Hier sind sie bestehenden Batterietechnologien unterlegen, ihre Energiespeicherkapazit\u00e4t ist geringer. Im EU-Projekt \u201eElectroGraph\u201c (www.electrograph.eu<\/a>) entwickeln zehn Partner aus Forschung und Industrie neuartige Superkondensatoren mit einer deutlich erh\u00f6hten Speicherf\u00e4higkeit.<\/p>\n

Das Fraunhofer-Institut f\u00fcr Produktionstechnik und Automatisierung IPA in Stuttgart koordinierte das Projekt, das jetzt erfolgreich abgeschlossen wurde. \u201eBeim Speichervorgang wird die elektrische Energie in den Elektroden aufgenommen. Je gr\u00f6\u00dfer die nutzbare Fl\u00e4che der Elektroden entwickelt wird, desto mehr Energie kann gespeichert werden\u201c, erl\u00e4utert Carsten Glanz, Projektleiter und Gruppenleiter am IPA.<\/p>\n

Graphen-Elektroden erh\u00f6hen Energieeffizienz deutlich<\/strong><\/p>\n

In zahlreichen Tests untersuchten der Forscher und sein Team das Nanomaterial Graphen. Mit seiner extrem hohen spezifischen, sprich der messbaren inneren Oberfl\u00e4che von bis zu 2600 m2\/g und seiner hohen elektrischen Leitf\u00e4higkeit bietet es sich als Elektrodenmaterial geradezu an. Dem bislang verwendeten Werkstoff Aktivkohle mit einer spezifischen Oberfl\u00e4che zwischen 100 und 800 m2\/g ist es deutlich \u00fcberlegen. Graphen besteht aus einem ultrad\u00fcnnen, einlagigen Netz von Kohlenstoffatomen. Es vergr\u00f6\u00dfert die Oberfl\u00e4che der Elektroden erheblich.<\/p>\n

\u201eDer Raum zwischen den Elektroden ist mit einem fl\u00fcssigen Elektrolyt gef\u00fcllt. Hierbei setzen wir auf ionische Fl\u00fcssigkeiten. Graphenbasierte Elektroden in Kombination mit ionischen Elektrolyten sind die ideale Materialkombination\u201c, sagt Glanz. Indem die Forscher die Graphen-Schichten so zueinander anordneten, dass zwischen den einzelnen Lagen ein Abstand besteht, konnten sie ein Herstellungsverfahren etablieren, durch das die theoretisch verf\u00fcgbare Oberfl\u00e4che des Nanomaterials auch tats\u00e4chlich nutzbar wird. Es verhindert, dass sich die einzelnen Graphen-Schichten verbinden. Denn das h\u00e4tte zur Folge, dass sich die Speicherfl\u00e4che verringern w\u00fcrde und damit auch die speicherbare Energiemenge.<\/p>\n

\u201eDie entwickelten Elektroden besitzen bereits heute eine um 75% h\u00f6here Speicherkapazit\u00e4t im Vergleich zu kommerziell verf\u00fcgbaren Elektroden, die bisher in Superkondensatoren eingesetzt werden\u201c, betont der Ingenieur. \u201eIch gehe davon aus, dass im Auto der Zukunft eine Batterie mit vielen, r\u00e4umlich verteilten Kondensatoren gekoppelt sein wird, die etwa die Steuerung von Klimaanlage, Navigationssystem und Spiegeln \u00fcbernehmen, so dass die Batterie entlastet und Spannungsspitzen beim Anlassen des Autos abgefangen werden k\u00f6nnen. Die Batterie lie\u00dfe sich somit auch kleiner bauen.\u201c<\/p>\n

Um die neue Technologie pr\u00e4sentieren zu k\u00f6nnen, hat das Projektkonsortium einen Demonstrator des Energiespeichers entwickelt. Er ist im Autospiegel angebracht und sorgt f\u00fcr die richtige Einstellung desselben. Das energieautarke System wird \u00fcber eine Solarzelle geladen. Der Demonstrator wurde erstmals Ende Mai auf einem Workshop am IPA vorgestellt.<\/p>\n

Quelle<\/h5>\n

Fraunhofer-Institut f\u00fcr Produktionstechnik und Automatisierung IPA 2014<\/p>\n

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