Puffersystem schont Batterie

Batterien, z.B. zum Antrieb von Elektrofahrzeugen, mit langer Ladezeit, schneller Entladung und hohem Verschleiß weisen noch Schwachstellen auf.

Im Projekt »SkiPper« haben Wissenschaftler des Fraunhofer-Instituts für Produktionstechnik und Automatisierung IPA, München, auf Basis von Nanokohlenstoffen ein neuartiges Superkondensator-Puffersystem entwickelt, das Leistungsspitzen abfängt und somit die Lebensdauer der Batterie verlängert. Für Elektroautos werden Superkondensatoren noch nicht eingesetzt, da deren Energiedichte bislang nicht ausreicht, um die Energie auf möglichst kleinem Bauraum zwischenzuspeichern.  In Dualspeichersystemen mit Superkondensatoren als Puffereinheit werden Batterien immer dann unterstützt, wenn kurzzeitig eine hohe Energiemenge aufgenommen oder abgegeben werden muss oder ein zeitlich ungleichmäßiger Spitzenbedarf entsteht. Heutige Akkumulatoren müssen nach lediglich 500 bis 1500 Ladezyklen erneuert werden. Indem die Batterie um ein Superkondensator-Puffersystem ergänzt wird, kann ihre Lebensdauer um bis zu 200 Prozent gesteigert werden.  Für die Zellen des neuen Superkondensator-Puffersystems haben die IPA-Wissenschaftler Materialkompositionen auf Basis von Nanokohlenstoffen eingesetzt. Da diese gegenüber herkömmlichen Aktivmaterialien wie Aktivkohle eine höhere spezifische Oberfläche besitzen, ermöglichen sie beim Superkondensator eine höhere Energiedichte.  Die verwendeten Elektrolyten basieren auf gelösten ionischen Flüssigkeiten. Dadurch sind die sicherer, umweltfreundlicher, weniger entflammbar, wärmebeständig und lassen sich einfacher entsorgen bzw. wiederverwerten.Die neu entwickelten Superkondensatorzellen sollen vorrangig in Automobilen eingesetzt werden, eignen sich aber auch z.B. für Windkraftanlagen,  Einen ersten Prototyp haben die IPA-Experten mit dem Projektabschluss im März realisiert. Derzeit befindet sich das System noch in der Testphase, weitere Folgeprojekte sind geplant.  

Bild: IPA – Die auf Nanokohlenstoffen basierenden Zellen ermöglichen beim Superkondensator eine maximale Energiedichte.  

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