Gefrorener Rauch als Akku?

Als letztes Jahr die University of Central California-UCF mit der Meldung herauskam, DAS Material schlechthin für Akkus entwickelt zu haben, entstand ein kleiner Hype. Professor Lei Zhai hatte gemeinsam mit einem Postdoc-Kollegen ein Aerogel, in der Fachsprache Multi Walled Cnano Tubes – MWCNT genannt, entwickelt. Ein Kohlenstoff-Aerogel, das jetzt umgangssprachlich auch als gefrorener Rauch umschrieben wird. Es ist der leichteste, bekannte Feststoff auf dieser Welt.

Zwei wichtige Eigenschaften

Das Material hat zwei entscheidende Merkmale: erstens, ist es sehr weich und sensibel. Daher können damit winzigste Änderungen von Druck und Temperatur festgestellt und gemessen werden. Auch zum Berühren, Transportieren und Handhaben von ganz empfindlichen Bauteilen lässt es sich verwenden – es greift die Dinge quasi mit „Samthandschuhen“ an. Zweitens hat es durch die feinen Kohlenstoff-Nano-Röhren, aus denen es aufgebaut ist, eine riesige Oberfläche: bis zu 2000 m²/g. Dadurch lässt sich mit einem Aerogel auch viel mehr Energie speichern als mit normalen Lithium-Ionen-Akkus, die eine Oberfläche von circa 1 m²/g aufweisen.

Hier finden Sie eine kurze Beschreibung des Aerogels:

Vorteile

Was die MWCNT´s im Zusammenhang mit Erneuerbaren Energien und Energiespeicherung interessant macht ist:

  • die hohe Zyklenfestigkeit: normale Akkus können ungefähr zwischen 300 und 100 Mal aufgeladen werden, bevor sie den Geist aufgeben, Aerogels über 300.000 Mal.
  • die Ladedauer: Akkus brauchen Stunden, Aerogels Sekunden bis Minuten.
  • die Leistungsdichte, also wieviel Leistung pro Volumen geliefert wird: Akkus liegen bei 100 bis 800, Aerogels bei 1.000 bis 10.000.
  • die Impulsleistung: GSM-Übertragungen oder Magnetventilauslösungen erfordern Impulsspitzen, die normale Akkus nicht hergeben.
  • weitere Vorteile sind der sehr geringe Leckstrom, die hohe Leistungsfähigkeit bei tiefen Temperaturen und, wie erwähnt, das geringe Gewicht (zB. für Mobiltelefone und Laptops wichtig).

Aber

Der Punkt, auf den ich jetzt hinaus will, ist: es gibt Kohlenstoff-Aerogels. Seit ungefähr zwei Jahrzehnten. Sie werden auch kommerziell, in Form von Ultrakondensatoren, eingesetzt:
Kondensatoren dienen hauptsächlich der Speicherung von elektrischer Ladung. Sie finden sich in jedem elektrischen und elektronischen Gerät. Ultrakondensatoren sind eine Art Mittelding zwischen Batterien und Kondensatoren. (Batterien haben eine große Energiedichte und eine geringe Leistungsdichte. Bei Kondensatoren ist es umgekehrt. Die Ultrakondensatoren liegen näher bei den Kondensatoren, aber insgesamt dazwischen.) – Die Erfindung war also nichts Neues.

Trotzdem

finde ich es gut, wenn das Thema mediale Beachtung erhält, weil es vielleicht mehr Forscher oder Geldgeber dazu anspornt, ihren Fokus in diese Richtung zu lenken: Aufmerksamkeit beschleunigt Entwicklung. Entwicklung, die wir dringend brauchen, um unsere Herausforderungen bei der Speicherung von Energie zu lösen und um damit auch die Verbreitung von Erneuerbaren Energien und Elektromobilität zu erleichtern.

Wir dürfen also gespannt sein, was sich rund um Aerogels weiter tut. Vielleicht bergen sie ja das Potential für Durchbrüche in der Speichertechnologie.

 
About the Author

Valentin Heppner

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Aufgewachsen in Graz, kam ich durch das Studium „Kulturtechnik und Wasserwirtschaft“ an der Universität für Bodenkultur nach Wien und wechselte dann in die Finanzbranche. 2004 machte ich mich als Vermögensberater selbständig. 2006 spezialisierte ich mich auf „Nachhaltige Investments“, bei denen neben der Rendite auch soziale und ökologische Kriterien mitberücksichtigt werden. In weiterer Folge gründete ich die Firma „Fair investieren“ – mit dem Ziel die Welt zu retten. Seit Anfang 2011 führe ich Projekte für Unternehmen und NGO´s durch, die mit dem Thema „Nachhaltigkeit“ und „nachhaltige Investments“ zu tun haben – mit den drei Schwerpunkten: schreiben, vernetzen und Know-how-aufbereiten.

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