{"id":58178,"date":"2011-09-09T00:00:00","date_gmt":"2011-09-08T22:00:00","guid":{"rendered":"https:\/\/www.sonnenseite.com\/politik\/neue-akkus-braucht-das-land.html"},"modified":"2011-09-09T00:00:00","modified_gmt":"2011-09-08T22:00:00","slug":"neue-akkus-braucht-das-land","status":"publish","type":"post","link":"https:\/\/www.sonnenseite.com\/de\/politik\/neue-akkus-braucht-das-land\/","title":{"rendered":"Neue Akkus braucht das Land"},"content":{"rendered":"

F\u00fcr zuk\u00fcnftige Elektrofahrzeuge, leistungsf\u00e4hige Notebook und andere tragbare elektronische Ger\u00e4te wird eine neue Generation von Stromspeichermedien ben\u00f6tigt, die den Anforderungen besser gewachsen sind als heutige Akkus. <\/p>\n

So genannte Superkondensatoren sind hier das Material der Wahl. Ein Team um Dinglin Jiang von den National Institutes of Natural Sciences in Okazaki (Japan) stellt in der Zeitschrift Angewandte Chemie nun ein neues Material mit herausragenden Superkondensator-Eigenschaften vor.<\/p>\n

F\u00fcr Fahrten in der Stadt sind abgasfreie Elektroautos gut geeignet, f\u00fcr Langstrecken dagegen bisher nicht. Probleme bereiten die zu geringe speicherbare Strommenge, die nur relativ kurze Strecken bis zum n\u00e4chsten Nachladen erlauben, und die begrenzte Stromst\u00e4rke, die Geschwindigkeit und Beschleunigung der Fahrzeuge limitiert. So genannte Superkondensatoren k\u00f6nnten diese Herausforderungen meistern, denn sie vereinen die Vorteile von herk\u00f6mmlichen Kondensatoren und Batterien: Wie ein Kondensator k\u00f6nnen sie bei Bedarf rasch hohe Stromdichten liefern, gleichzeitig speichern sie wie eine Batterie eine hohe Menge elektrischer Energie.<\/p>\n

Superkondensatoren arbeiten nach einem anderen Prinzip der Ladungsspeicherung als Akkus: Sie bestehen aus elektrochemischen Doppelschichten auf Elektroden, die mit einem Elektrolyt befeuchtet sind. Beim Anlegen einer Spannung sammeln sich an beiden Elektroden Ionen entgegengesetzter Ladung und bilden hauchd\u00fcnne Zonen von unbeweglichen Ladungstr\u00e4gern. Anders als bei Akkus tritt nur eine Ladungsverschiebung, aber keine chemische Stoff\u00e4nderung auf. Verschiedene Materialien eignen sich als Superkondensatoren, aber das wirklich perfekte Material wurde bisher noch nicht gefunden. Den Wissenschaftlern in Japan gelang nun ein wichtiger Meilenstein auf diesem Weg.<\/p>\n

Eine Stoffklasse mit interessanten Eigenschaften sind spezielle ger\u00fcstartig aufgebaute, mikropor\u00f6se organische Polymere. Aufgrund der Anordnungen ihrer Doppelbindungen kann sich ein Teil ihrer Elektronen in ausgedehnten Bereichen des Ger\u00fcsts frei bewegen. Daher sind solche Materialien elektrisch leitf\u00e4hig. Die hohe innere Oberfl\u00e4che ist wichtig f\u00fcr die Bildung von elektrostatischen Ladungstrennungs-Schichten in den Poren. Jiang und sein Team haben jetzt ein stickstoffhaltiges Ger\u00fcst synthetisiert, dessen Porengr\u00f6\u00dfe optimal ist, um Ionen rasch hinein- und hinauszulassen \u2013 Voraussetzung f\u00fcr eine schnelle Aufladung und Entladung. Die Stickstoffzentren treten zudem mit Ionen des Elektrolyten in Wechselwirkungen, die die Ansammlung von Ladungen und die Bewegung von Ionen beg\u00fcnstigen.<\/p>\n

Das Zusammenwirken dieser verschiedenen vorteilhaften Eigenschaften verleiht dem neuen Material ganz au\u00dfergew\u00f6hnlich hohe Stromspeicher-Kapazit\u00e4ten und hohe Energiedichten. Jiang und seine Kollegen konnten zeigen, dass ihre mikropor\u00f6sen Ger\u00fcste viele Ladezyklen gut \u00fcberstehen.<\/p>\n