Artikelveröffentlicht am1. Oktober 2015, 18:37 Uhr, Werner PlutaTeilen auf FacebookTeilen auf TwitterTeilen auf XingSpeichern in Pocketper E-Mail versendenDrucken
US-Forscher haben einen Superkondensator entwickelt, der klein genug ist, um ihn auf einem Chip zu platzieren. Hergestellt wird der Energiespeicher mit gewöhnlicher PC-Hardware.
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Ein Superkondensator besteht aus zwei Elektroden aus Graphit, die etwa die Form von Kämmen haben, deren Zähne in die Zwischenräume des anderen ragen. Beide sind mit einem flüssigen Elektrolyt beschichtet. Dazwischen befindet sich als Trenner eine ein Mikrometer starke Lage aus Graphitoxid, die Ionen hindurch lässt.
Elektrode aus löchrigem Graphit
Richard Kaner und Maher El-Kady von der Universität von Kalifornien in Los Angeles (UCLA) hatten schon vor einigen Jahren herausgefunden, dass sich Graphitoxid unter Lasereinfluss in ein löchriges Graphit - oder dreidimensionales Graphen - verwandelt. Durch dieses Material bewegen sich Elektronen sehr viel schneller als durch konventionelles Graphit - es eignet sich also gut als Elektrode für den Mikrosuperkondensator.
Hergestellt wird er mit einer ganz konventionellen Hardware: einem Lightscribe-fähigen DVD-Brenner. Mit Lightscribe wird nicht die Datenseite beschrieben, sondern der Laser brennt Buchstaben oder Muster in das Label einer DVD. Entsprechend dient auch eine solche Scheibe als Träger.
Der Superkondensator entsteht auf einem Rohling
Die DVD wird mit einem Kunststoff beschichtet, der als elastisches Trägermaterial dient. Darauf wird mit einer Pipette Graphitoxid aufgebracht. Der Laser erhitzt das Material und verwandelt es in Graphen - das sind die Elektroden. Dazwischen bleibt das Graphitoxid unbehandelt - das ist die Trennschicht. Damit ist das Layout des Energiespeichers fertig. Er wird aus dem Brenner genommen, dann kommt das Gel-Elektrolyt darauf.
Die Superkondensatoren aus dem Brenner seien sehr viel kleiner als vergleichbare aktuelle, schreiben die Forscher in einem Beitrag im US-Wissenschaftsmagazin IEEE Spectrum. Sie können beispielsweise direkt auf einen Chip verbaut werden. Auch wenn sie keinen Akku ersetzen, können sie doch zumindest dessen Schwächen wie eine lange Ladezeit oder das langsame Freisetzen von Energie ausgleichen.