Ultrakondensatoren auf Kohlenstoffbasis können einen entscheidenden Beitrag zum Durchbruch der Elektromobilität leisten. Wissenschaftler der HTW Dresden und Skeleton Technologies, europäischer Marktführer von Pionier Ultrakondensatoren, wollen die Schnellspeichertechnologie gemeinsam weiterentwickeln.

Neues Entwicklungszentrum ab Oktober bezugsfertig

Das Unternehmen Skeleton Technologies wird in seiner Entwicklungsarbeit zu Ultrakondensatoren ab sofort von Wissenschaftlern der Hochschule für Wirtschaft und Technik Dresden (HTW Dresden) unterstützt.  Bis das neue werkseigene Labor von Skeleton Technologies im sächsischen Großröhrsdorf im Oktober 2018 fertiggestellt ist, befindet sich die Forschungs- und Entwicklungsabteilung in den Räumlichkeiten der HTW Dresden. Dort werden im Hochstromlabor der Fakultät Elektrotechnik die Ultracap-Module getestet, die als Batterieersatz oder -ergänzung zu konventionellen Batterien zum Einsatz kommen. Im Labor für Festkörperchemie und -analytik treiben die Hochschul-Wissenschaftler die Zellentwicklung voran.

„Wir können hier Synergien entwickeln, um eine weltweit wichtige Zukunftstechnologie für Anwendungsbereiche wie Elektromobilität und smarten Stromnetzapplikationen auf Graphen-Basis voranzubringen“, sagt Thomas Hucke, Chief Technology Officer bei Skeleton Technologies. Das 2009 in Tallinn gegründete Unternehmen stellt seit 2012 Ultrakondensatoren auf Basis von nanoporösem Kohlenstoff - auch als "curved graphene" (CDC) bezeichnet – her und betreibt dafür intensive Forschungsarbeit. Das Verfahren dazu hat sich Skeleton Technologies bereits patentieren lassen.

Was sind Ultrakondensatoren?

Ultrakondensatoren sind Schnellspeichermedien und speichern Energie in einem elektrischen Feld, während Batterien Energie als chemische Reaktion aufnehmen. Im Gegensatz zu Batterien können Ultrakondensatoren daher in weniger als einer Sekunde beladen und entladen werden und 1 Million Ladezyklen erbringen, was einer Lebensdauer von mehr als 15 Jahren entspricht.

Ultrakondensatoren bieten sich außerdem in Kombination mit Lithium-Ionen-Batterien und andere Speichertechnologien mit hoher Energiedichte an: Weil ihre Leistungsdichte bis zu 60 Mal größer ist als die von Batterien, können sie parallel geschaltet werden, um kombinierte Stromversorgungseinheiten zu bilden.

Die Batterie als Auslauf-Modell?

In Elektrofahrzeugen können Graphen-basierte Ultrakondensatoren in Kombination mit Lithium-Ionen-Batterien eingesetzt werden, wodurch die Lebensdauer der Batterie verdoppelt und die Zelle verkleinert wird, indem sie die Spitzenleistung von Ultrakondensatoren und die Langzeitenergie der Batterien erhält. Ultrakondensatoren können in Kombination mit Batterien den Kraftstoff-Verbrauch bei Hybrid-Fahrzeugen reduzieren.

Einen Eins-zu-Eins-Ersatz für herkömmliche Batterien stellen die kohlenstoffbasierten Ultrakondensatoren allerdings nicht dar, räumt Skeleton Technologies ein. „Benötigt man Energie über einen längeren Zeitraum hinweg, sind Batterien normalerweise die ökonomisch sinnvollste Lösung“, schreibt der europäische Marktführer auf seiner Website. Für Kurzzeitanwendungen von von bis zu 45 Sekunden hingegen seien Ultrakondensatoren oftmals die beste Option. (aho)

Quelle: HTW Dresden / Skeleton Technologies