Materialforscher entwickeln hocheffiziente Energiespeicher

Saarbrücken - Am Leibniz-Institut für Neue Materialien (INM) in Saarbrücken entwickeln Forscher neuartige Doppelschichtkondensatoren als Alternativtechnologie zu herkömmlichen Batterien. Darin lässt sich der Strom in Sekundenschnelle speichern und nahezu verlustfrei und beliebig oft wieder abrufen. Moderne Energiespeicher, die herkömmliche Batterien, Akkus oder Schwungräder deutlich übertreffen, müssen mehrere Bedingungen erfüllen, teilte das INM mit. Sie müssten kostengünstig in der Herstellung sein, viel Energie auf möglichst kleinem Raum speichern und sie müssten sich schnell und häufig ohne Verschleiß beladen und entladen lassen. "Doppelschichtkondensatoren bieten viele dieser Vorteile", erklärt Volker Presser, Leiter der Nachwuchsforschungsgruppe Energie-Materialien. Man findet sie heute schon in modernen Stadtbussen in Shanghai, in Notstromaggregaten des Airbus A380 oder in alltäglichen Akkuschraubern. Sie kommen überall dort zum Einsatz, wo hohe Verlässlichkeit gefordert ist und wo schnell viel Energie gespeichert oder abgerufen werden soll.

Drei Mio. Euro BMBF-Förderung

Ein wichtiges Ziel bei der Herstellung dieser Speicher ist es, Elektroden mit möglichst hoher spezifischer Oberfläche herzustellen: Besteht sie zum Beispiel aus fünf Gramm Aktivkohle hat die Elektrode eine innere Oberfläche von einem Fußballfeld.

"Wenn es darum geht, viel Strom auf wenig Platz zu speichern, hinken Doppelschichtkondensatoren trotz dieser hohen Oberfläche den gängigen Batteriesystemen noch hinterher", sagt der Mineraloge Presser, "diese sogenannte Energiedichte können wir noch steigern, wenn wir die Struktur des Materials und die Materialzusammensetzung verändern." Im Forschungsprojekt "nanoEES3D" werden die Forscher deshalb ganz genau betrachten, wie sie das Zusammenspiel von Oberflächenstruktur und Poren von Hochleistungskohlenstoffen für den schnellen Transport von Ionen verbessern können. Am Ende des fünfjährigen Forschungsprojektes sollen neue Materialkonzepte und Synthesewege für hochoptimierte Speicherzellen zur Verfügung stehen. Das BMBF fördert das neue Forschungsvorhaben im Rahmen der Leuchtturmprojekte der Speicherinitiative mit rund drei Millionen Euro für fünf Jahre.