Diamanten als Energiespeicher

Die effizientere Speicherung von elektrischer Energie ist eine zentrale Herausforderung unserer Zeit – sogenannte Nanodiamanten speichern elektrische Energie in Superkondensatoren effizienter als herkömmliche Mittel.

Forscherinnen des Bayerischen Zentrums für Angewandte Energie e.V. und der Universität Würzburg versuchen, im Rahmen des Projektverbundes UMWELTnanoTECH mit Hilfe sogenannter Nanodiamanten, elektrische Energie in Superkondensatoren als Energiespeicher der Zukunft effizienter zu speichern.


Sogenannte Superkondensatoren, auch Supercaps genannt, können elektrische Energie ohne verlustreiche Umwandlungsprozesse innerhalb von Sekunden aufnehmen und wieder abgeben. Superkondensatoren sind daher vor allem für schnelle Lade- und Entladevorgänge interessant, wie beispielsweise die Rückgewinnung von Bremsenergie in Fahrzeugen.Supercaps werden aus hochporösen Kohlenstoffen, wie Aktivkohle oder sogenannten Aerogelen, gefertigt. Fünf Gramm dieser Materialien besitzen eine Oberfläche so groß wie ein ganzes Fußballfeld. Hierdurch ist es möglich, Kondensatorelektroden mit sehr hohen volumenspezifischen Kapazitäten bereit zu stellen. Außerdem übersteigt die Lebensdauer von Superkondensatoren die von Batterien um ein Vielfaches. Trotz dieser Vorteile liegt momentan die maximal speicherbare Energiemenge der verfügbaren Supercaps noch ein bis zwei Größenordnungen unter den Werten, die derzeit von Akkumulatoren erzielt werden.Aktuelle internationale Forschung hat gezeigt, dass der Einbau von Nanodiamanten in die Matrix der Kondensatorelektroden eine erhebliche Steigerung der Kapazität und damit der Energiedichte verspricht. Obgleich Diamant und Aktivkohle beide aus Kohlenstoff bestehen, ist ihre strukturelle Zusammensetzung doch fundamental verschieden. Durch die Nanodiamant-Komponente ist keine signifikante Kostensteigerung für den Speicher zu erwarten. Für den Speicher sind keine teuren Schmuckdiamanten vorgesehen, sondern drei bis fünf Nanometer große Kohlenstoffpartikel, die Abfallprodukte bei der Entsorgung von Sprengstoffen und daher in industriellem Maßstab kostengünstig verfügbar sind.

Erstellt am 19.1.2014