Neue Superkondensatoren sind gefragt Energy-Harvesting-Produkte stellen hohe Anforderungen

Superkondensatoren erreichen immens hohe Speicherkapazitätswerte
Superkondensatoren erreichen immens hohe Speicherkapazitätswerte

Akku- und Batterie-Hersteller arbeiten ständig an neuen chemischen Zusammensetzungen für innovative Energiespeicher. Li-Ionen-Batterien haben sich zwar bewährt, erfordern aber noch massive F&E-Anstrengungen. Alternativen dazu sind Superkondensatoren bzw. EDLCs, aber nur bedingt.

Tragbare und Remote-Anwendungen werden immer beliebter und kleiner; parallel dazu steigen die Anforderungen an die Energiespeicherung. Hinzu kommt, dass batteriebetriebene Geräte immer stromsparender werden, um den Einbau kleinerer Batterien zu ermöglichen. Spitzenleistungen bzw. hohe Strompulse werden über Superkondensatoren und andere alternative Energiespeichertechniken bereitgestellt.

Entwicklungen im Bereich stromsparender Elektronik – vor allem bei energieeffizienten Mikrocontrollern und Kommunikationstechniken – gehen noch einen Schritt weiter und ermöglichen Ultra-Miniatur-Systeme, die Energy Harvesting nutzen, um gänzlich ohne ein Wiederaufladen ihren Betrieb zu garantieren. Alle diese Anwendungen haben gemeinsam, dass sie eine höhere Energiedichte genauso benötigen wie eine längere Lebensdauer in Kombination mit Miniaturisierung. 

EDLCs sind vielseitig einsetzbar

EDLCs (Eletrical Double Layer Capacitors; elektrische Doppelschicht-Kondensatoren), auch bekannt als Superkondensatoren, werden oft als primäre oder sekundäre Energiequelle in modernen Elektroniksystemen aller Art verwendet. Sie enthalten anstelle eines festen Dielektrikums ein flüssiges Elektrolyt mit zwei eingebundenen Elek­troden. Im Gegensatz zu einer Batterie, in der eine chemische Reaktion an den Elektroden stattfindet, werden in Superkondensatoren die Ionen einfach an der Oberfläche der Elektrode gehalten.

Damit können sie wesentlich schneller entladen werden als bei Batterien. Außerdem verschleißen sie nicht nach ein paar Hundert Zyklen, wie es bei Li-Ionen-Batterien der Fall ist. Vielmehr sind Hunderttausende an Ladezyklen ohne Leistungsbußen möglich. Leider bieten sie aber nicht die Energiedichte von Batterien, und sie unterliegen einer Selbstentladung aufgrund der Leckströme – die Energie kann nicht für lange Zeit gespeichert werden, da diese ohne Nachladen verloren geht (siehe Tabelle).