Akkus durch SuperCaps ersetzen?

7. Dezember 2015, 17:53 Uhr
Akkus durch SuperCaps ersetzen?
Akkus durch SuperCaps ersetzen?
Im letzten Jahr haben Forscher um James Tour von der amerikanischen Rice University ein Verfahren entwickelt, mit der man Graphen aus einer konventionellen Plastikfolie aus Polyamid mit Hilfe eines Lasers herstellen kann. Das Verfahren wurde auf das Akronym LIG (Laser Induced Graphene) getauft. Die resultierende Graphen-Schicht ist aber nicht etwa eine konventionelle, flache Schicht aus hexagonal angeordneten Atomen, sondern eine schwammartige Anordnung von Graphen-Flocken auf Polyamid, die eine extrem große Oberfläche aufweist. Deshalb kann man damit sehr gut große SuperCaps bauen.

Miteinander verflochtene Stücke dieses Materials sind dabei in die Oberfläche eingebrannt. Sie werden mit Mangandioxid, Eisen(III)-Oxidhydroxid oder Polyanilin durch Elektrodenabscheidung behandelt und werden so zu positive und negative Elektroden. Die Schichten werden dann direkt zu festen MikroSuperCaps verarbeitet, da keine Stromsammler oder Separatoren etc. notwendig sind. Bisher war es schwierig MikroSuperCaps zu bauen, da hierfür viele lithografische Schritte notwendig waren. Mit diesem Verfahren aber geht dies in Minuten. Man muss lediglich die Muster einbrennen, den Elektrolyten hinzufügen und das Resultat abdecken.

Die erreichbare Kapazität beträgt 934 mF/cm² und die Energiedichte immerhin 3,2 mW/cm³, was schon in die Größenordnung von etablierten Dünnfilm-Lithium-Zellen kommt. Die SuperCaps erreichen zudem eine hohe Lebensdauer und eine hohe mechanische Stabilität bei 10.000-fachem Biegen.
 

 
Die Wissenschaftler sind sich sicher, dass der Tag kommen wird, an dem Akkus durch solche SuperCaps ersetzt werden, da man diese zudem auch noch extrem schnell laden kann. So lange dieses Ziel aber noch nicht erreicht ist, können SuperCaps aber in der Zwischenzeit das Hochstromverhalten von Akkus verbessern. Immerhin ist diese neue Entwicklung so leistungsfähig wie konventionelle SuperCaps und besteht doch aus reinem Kunststoff.
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