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Forscher setzen auf Supercaps E-Autos bald in Sekunden aufladbar?

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Bisher ist das Aufladen von E-Autos zeitaufwendig. Neue Superkondensatoren sollen das ändern.

(Foto: dpa)

Lange Ladezeit, kurze Reichweite, Brandgefahr - diese Makel des Elektroautos könnten bald der Vergangenheit angehören. Forscher tüfteln an einem Energiespeicher, der auf ein neues Material setzt. Es wird auch für Kontaktlinsen verwendet.

Es wäre wohl der Durchbruch für die Elektromobilität, wenn man E-Autos innerhalb von Sekunden aufladen könnte. Und wenn sie dieselbe Reichweite wie Benziner hätten. Forscher von zwei britischen Universitäten wecken Hoffnungen, dass dies bald Wirklichkeit werden könnte. Sie setzen dabei gemeinsam mit dem Unternehmen Augmented Optics auf Superkondensatoren, umgangssprachlich auch "Supercaps" genannt. Zum Einsatz kommen soll dabei ein Material, welches auch in weichen Kontaktlinsen verwendet wird.

Superkondensatoren sind bereits seit Längerem im Gespräch als Energiespeicher der Zukunft, da sie in Sekunden aufgeladen werden können. Denn im Unterschied zu Akkus findet beim Aufladen kein langwieriger chemischer Prozess statt. Vielmehr werden durch Ansetzen einer Spannung lediglich Ladungen im Material verschoben - was vergleichsweise schnell geht.

Supercaps gehen schnell die Puste aus

Anders als Akkus überstehen Superkondensatoren zudem mehrere hunderttausend bis zu einer Million Ladezyklen. Die Speicher in E-Autos hingegen machen schon nach etwa 1500 Zyklen schlapp. Zudem haben Supercaps eine hohe Leistungsdichte, können also schnell große Energiemengen wieder abgeben. Superkondensatoren wurden auch bereits in Fahrzeugen eingesetzt, etwa in der Formel 1, wo sie die Bremsenergie der Boliden mit dem berühmten KERS speicherten. Auch in einigen Bussen und Straßenbahnen dienen sie neben anderen Speichern demselben Zweck.

Allerdings haben Superkondensatoren bisher einen eklatanten Nachteil gegenüber Akkus: Ihre Energiedichte ist viel geringer. So erreichen sie nur etwa fünf bis zehn Prozent der Speichermenge eines Lithium-Ion-Akkus. Das macht ihren Einsatz als Haupt-Energiespeicher in Elektroautos bisher wenig sinnvoll, da sich das Reichweitenproblem nur verschärfen würde.

Die Forscher der britischen Universitäten in Surrey und Bristol versuchen jedoch, dieses Problem zu lösen. Sie setzen dabei auf neue Materialien beim Bau von Superkondensatoren: "Unser neues Material kann bei gleichem Gewicht tausend- bis zehntausendmal so viel Energie speichern wie bisherige", schreibt der an dem Projekt beteiligte Forscher Brendan Howlin auf dem Wissenschafts-Portal "The Conversation". Damit hätte der geplante Superkondensator sogar eine höhere Energiedichte als Lithium-Ion-Akkus.

Gespeichertes Wasser soll Brände verhindern

Das Besondere: Das Material basiert auf dem gleichen Werkstoff, aus dem auch weiche Kontaktlinsen hergestellt werden. Dieser ist elastisch, durchsichtig und kann Wasser aufnehmen. Die Forscher haben dieses nichtleitende Material mit leitfähigen Polymeren gemischt. Die Kombination beider Materialien ist elastisch, leitet Strom und kann Wasser speichern. Letzteres sei deshalb nützlich, schreibt Howlin, da so Brände vermieden werden könnten. Zuletzt hatten Explosionen und Brände von leistungsstarken Smartphone-Akkus für Schlagzeilen gesorgt.

Allerdings, gesteht der britische Forscher, wird wohl erst im kommenden Frühjahr ein Prototyp existieren. In den folgenden zwei Jahren könnte der neue Superkondensator dann in Serienproduktion gehen. Und Howlin ist überzeugt, dass bei einem Erfolg der Technik sich ein breites Spektrum an Anwendungsmöglichkeiten eröffne - neben dem Einsatz in Elektroautos auch der in der Luft- und Raumfahrttechnik sowie in Smartphones, Laptops und Tablets. Ian Hamerton, der das Team der britischen Forscher anführt, formulierte es gegenüber dem "Daily Express" so: "Wir glauben, dass es sich um eine sehr aufregende und möglicherweise bahnbrechende Entwicklung handelt."

Auch in Deutschland wird an Superkondensatoren für Elektroautos geforscht. So stellte das Fraunhofer-Institut für Produktionstechnik und Automatisierung (IPA) ein System vor, bei dem Superkondensatoren die Lebensdauer von Batterien verlängern sollen. Auch sie erreichten eine höhere Energiedichte als bei herkömmlichen Supercaps. Den Erfolg brachte der Einsatz von Nanokohlenstoff.

Quelle: n-tv.de

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