Rekord-Kapazität dank neuem Dielektrikum

4. August 2015, 21:24 Uhr
Plastikplättchen beschichten mit dem neuen Dielektrikum
Plastikplättchen beschichten mit dem neuen Dielektrikum
Forschern des Georgia Institute of Technology in den USA gelang die Entwicklung eines Dielektrikums für Kondensatoren, dass diesen fast zur Energiespeicherung wie bei Akkus verhilft. Hierdurch wurden die Grundlagen für völlig neuartige Kondensatoren gelegt, die eine sehr viel höhere Energiedichte aufweisen, als traditionelle Elkos. Die neuen Hochleistungskondensatoren sollten sich z. B. sehr gut für elektrische Antriebe eignen.

Das neue Dielektrikum besteht aus der Kombination aus einem Silizium-Sol-Gel und einer sich selbst organisierenden Molekülschicht einer Fettsäure, die isolierende Eigenschaften besitzen. Diese zweilagige Struktur verbindet viele positive Eigenschaften wie geringen Leckstrom, hohe Durchschlagfestigkeit mit einer hohen Speicherkapazität.
Erste Messungen an experimentellen Aufbauten zeigten eine Energiedichte von 40 Joule/cm³ bei einer Energieextraktionseffizienz von 72 % bei einer Feldstärke von 830 kV/µm bzw. eine Leistungsdichte von 520 W/cm³. Mit diesen Werten werden nicht nur normale Elkos übertroffen, sie sind auch besser als die von Dünnfilm-Lithium-Akkus. An die Akkus für Elektroautos oder Mobilgeräte kommen diese neuartigen Supercaps aber noch nicht heran.

Im nächsten Schritt wollen die Forscher das Dielektrikum bei größeren Strukturen testen und bei Erfolg ein Start-up zur Kommerzialisierung gründen. Prinzipiell sollte sich dieses Dielektrikum problemlos in der Massenfertigung einsetzen lassen.

Bild: John Toon, Georgia Institute of Technology
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