Seite 2: Winzige Sandwiches für den großen Energiehunger

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Das Ausmaß der Oberfläche ist allerdings nicht der einzige Parameter, der die Energiedichte bestimmt. Vorteilhaft sei auch, dass die Elektrodenschichten in der Sandwichstruktur so dicht aneinanderliegen, sagt Robert Hebner vom Zentrum für Elektromechanik an der Universität von Texas in Austin. Je weiter nämlich die Elektrodenflächen auseinanderliegen, umso stärker wirkt sich die abstoßende Wirkung der gespeicherten Ladungen untereinander aus. Umgekehrt gilt: Je näher sie zusammenrücken, desto mehr fällt die Anziehung zwischen den positiven und negativen Ladungen in beiden Flächen ins Gewicht und überlagert die jeweilige Abstoßung. In dem Prototypen ist die Sandwichstruktur aus den beiden Elektrodenschichten und der isolierenden Schicht im Inneren der Poren nur 25 Nanometer dick. Auch deshalb kann mehr Ladung gespeichert werden. „Sehr beeindruckend“ findet Hebner die Arbeit und hofft, dass Lee, Rubloff und ihre Mitarbeiter einen Weg finden, das Konzept auf Abmessungen auszudehnen, die viel größer als 125 Mikrometer sind.

„Statt dieser winzigen Abschnitte wollen wir große Flächen mit Milliarden solcher Nanokondensatoren herstellen, die nennenswerte Energiemengen speichern können“, sagt Sang Bok Lee. Er und Gary Rubloff räumen aber ein, dass diese Skalierung nicht gerade trivial sei. „Dafür müssen viele Probleme gelöst werden“, meint Rubloff.

Sollten sie diesen Schritt geschafft haben, müssen sie aber noch sicherstellen, dass all die Nanokondensator-Flächen effektiv miteinander verbunden werden können. Das sei kein Ding der Unmöglichkeit, meint Robert Hebner, und in anderen marktreifen Systemen wie hochempfindlichen magnetischen Detektoren bereits gelöst worden.

Ein Vorteil des Verfahrens ist, dass sich Schichtdicken und Porengröße sorgfältig kontrollieren lassen. „Um Nanostrukturen so hochzuskalieren, dass sie sich einfach herstellen und vermarkten lassen, ist es ganz wichtig, dass sie gleichmäßig angeordnet und einheitlich geformt sind“, betont Rubloff. „Wir haben auf jeden Fall den Drang, das zu schaffen.“ (nbo)