Forscher speichern Strom in Plastik-Supercaps
Erheblicher Beitrag für den Klimaschutz - Nanofasern bieten elektrischen Ladungen viel Platz
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So wachsen die Nanofasern aus Plastik (Illustration: Maher El-Kady, ucla.edu) |
Los Angeles (pte003/03.04.2025/06:10)
Materialforscher der University of California, Los Angeles (UCLA) machen Superkondensatoren aus dem leitfähigen Kunststoff PEDOT kostengünstiger in der Herstellung. Das Material wird bereits zum Schutz von sensibler Elektronik vor elektromagnetischen Strahlen und zur Produktion von einfachen Kondensatoren genutzt.
PEDOT-Fasern auf Graphen
Da die Speicherkapazität von PEDOT gering ist, haben Materialwissenschaftler Maher El-Kady und sein Team den Kunststoff aufgemöbelt. Sie ließen aus diesem Material Nanofasern auf einer Unterlage aus Graphen wachsen, die wie ein Grasteppich aussehen, wenn sie unter dem Elektronenmikroskop betrachtet werden. Diese Fasern haben eine vielfach größere Oberfläche als massives PEDOT. Entsprechend steigt ihre Kapazität zur Speicherung von elektrischer Energie.
Daraus hergestellte Superkondensatoren, auch "Supercaps" genannt, haben eine ungewöhnlich lange Lebensdauer. Sie halten rund 100.000 Lade- und Entladezyklen aus. Im Gegensatz zu Batterien, die Energie durch langsame chemische Reaktionen speichern, sammeln Kondensatoren auf ihren voneinander isolierten Elektroden positive und negative Ladungen, die sie beim Entladen wieder abgeben.
Da das innerhalb von Sekunden geschehen kann, sind sie für eine Reihe von Anwendungen ideal, etwa zum Speichern von Bremsenergie von Elektroautos und Bahnen. Beim Anfahren und auf Steilstrecken wird diese Energie genutzt, um die Motoren mit zusätzlichem Strom zu versorgen. Auch Leuchtdioden, die als Blitze etwa in Smartphones verwendet werden, werden so mit Strom versorgt.
Strombedarf wird gedeckt
"Die außergewöhnliche Leistung und Haltbarkeit unserer Elektroden zeigt großes Potenzial für die Verwendung von Graphen-PEDOT in Superkondensatoren, die unserer Gesellschaft helfen können, unseren Strombedarf zu decken", sagt UCLA-Professor Richard Kaner. Als Doktorand war Kaner an der Entdeckung des elektrisch leitfähigen Kunststoffs durch seine Betreuer Alan MacDiarmid und Alan Heeger beteiligt, die später für ihre Arbeit den Nobelpreis erhielten.
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