Wearables: Biegsamer Speicher lädt schnell und hält lang

Neuer Superkondensator des University College London könnte Wearable-Durchbruch darstellen. [...]

Forscher am University College London (UCL) haben mithilfe von Graphen einen Superkondensator entwickelt, der einen Durchbruch in Sachen Energiespeicher für Gadgets und Wearables darstellen könnte. Denn er lädt nicht nur sehr schnell, sondern bietet eine für Superkondensatoren sehr hohe Kapazität. Zudem macht ein Biegen um 180 Grad dem in „Nature Energy“ vorgestellten Prototypen praktisch nichts aus und er scheint auch äußerst langlebig.

Schnell und stark

„Wir haben Materialien entwickelt, die unserem Superkondensator eine hohe Leistungsdichte – die bestimmt, wie schnell er lädt – und eine hohe Energiedichte – die bestimmt, wie lang her hält – verleihen“, sagt der Chemiker Zhuangnan Li, Erstautor des Fachartikels. Eben diese Kombination ist es, dank der die Neuentwicklung zum Energiespeicher der Zukunft werden könnte. „Normalerweise kann man nur eine dieser Eigenschaften haben, aber unser Superkondensator bietet beides, was ein kritischer Durchbruch ist“, erklärt Li.

Der sechs mal sechs Zentimeter große Prototyp setzt dazu auf ein innovatives Graphen-basiertes Elektrodenmaterial. Damit haben die UCL-Forscher eine Energiedichte von 88,1 Wattstunden pro Liter erreicht. Das ist absoluter Rekord für kohlenstoffbasierte Superkondensatoren und über zehn Mal so viel wie bei kommerziellen Technologien, die vergleichbar schnell laden. Zudem ist diese Energiedichte mit notorisch langsam ladenden Blei-Säure-Akkus für Elektroautos vergleichbar – obwohl der Superkondensator lädt wie ein Blitz. „Stellen Sie sich vor, sie könnten ihr Elektroauto in zehn Minuten komplett aufladen“, meint der UCL-Chemieprofessor Ivan Parkin.

Robust und langlebig

Kapazität und Ladegeschwindigkeit sind aber nicht die einzigen Stärken der Entwicklung. „Zudem kann der Superkondensator um 180 Grad gebogen werden, ohne die Leistung zu beeinträchtigen“, betont Li. Das ist für den Einsatz in Gadgets wie faltbaren Smartphones oder Wearables von Vorteil. Zudem kommt er ohne flüssiges Elektrolyt aus, was die von Lithium-Ionen-Akkus bekannten Explosionsrisiken eliminiert. Letztlich scheint der Superkondensator sagenhaft langlebig. Nach 5.000 Ladezyklen hat er noch 97,8 Prozent der ursprünglichen Kapazität – ein Wert, von dem gängige Lithium-Ionen-Akkus nur träumen können.