Hybrid-Akku kombiniert Kondensator mit Lithium-Ionen-Zellen

Wissenschaftler am Fraunhofer-Institut für Produktionstechnik und Automatisierung (IPA) in Stuttgart und bei der Varta Microbattery GmbH arbeiten an einem Forschungsprojekt, das einen neuartigen Akkumulator hervorbringen soll, berichtet Technology Review in seiner Januar-Ausgabe (ab Donnerstag am Kiosk oder online bestellbar). Die FastStorageBW genannte Technik ist ein Hybrid-Stromspeicher, der die Energiedichte eines Lithium-Ionen-Akkus mit der Leistungsdichte eines Kondensators vereinen soll.

Anwendungen sehen die Forscher etwa bei Elektrofahrzeugen, die regelmäßig sehr viel Leistung aufnehmen müssen. Darunter fallen Gabelstapler oder Förderfahrzeuge in einem Hochregallager. Wenn diese schwere Pakete aus den oberen Fächern herunterheben, kann sehr viel Energie wiedergewonnen werden – sofern die Stromspeicher mitspielen. Auf etwa 20 Prozent schätzen die Fraunhofer-Forscher das Einsparpotenzial. Ein anderes Einsatzgebiet wären elektrische Linienbusse. Wenn sie an Ladepunkten in kurzer Zeit vergleichsweise viel Energie tanken können, würden sie mit kleineren Batterien auskommen.

Der Hybrid-Stromspeicher basiert auf Elektroden, die mit unterschiedlichen Prinzipien arbeiten. Die negative besteht aus Kohlenstoff, aufgetragen auf ein Gerüst aus Nickelschaum. Das klingt zunächst unspektakulär, denn auch handelsübliche Lithium-Ionen-Zellen haben eine Kohlenstoff-Elektrode. Während der Kohlenstoff bei einer normalen Batterie aber dazu dient, Ionen im geladenen Zustand gewissermaßen Unterschlupf zu bieten, funktioniert er bei der Hybrid-Variante wie ein Kondensator: Wird eine Spannung angelegt, wandern Elektronen aus der umgebenden Elektrolyt-Flüssigkeit in den Kohlenstoff und hinterlassen dabei Leerstellen im Elektrolyt. Da beim Laden und Entladen keinerlei chemische Reaktion stattfindet, läuft der Prozess sehr schnell ab. Entsprechend hoch ist die Leistungsdichte.

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(bsc)