Kondensator zieht mit Akku gleich
Forscher der Universität Maryland haben ein Verfahren entwickelt, mit dem ein Kondensator ähnliche Energiemengen wie ein Blei-Akku speichern kann.
Die beiden Forscher Gary Rubloff und Sang Bok Lee vom NanoCenter der Universität Maryland haben eine Kondensatortechnik entwickelt, mit der sie bis zu zehnmal mehr Energie speichern können, als mit bisherigen Bauelementen dieser Art.
Dazu haben sie per Anodisierung zylindrische Poren auf einen Aluminium-Film erzeugt. Konkret haben diese 10 µm tiefen Poren einen Durchmesser von 50 nm. Auf einen Quadratzentimeter passen somit 10 Milliarden dieser zylindrischen Poren.
Per Atomlagenabscheidungs-Verfahren wurden dann die drei Schichten des Kondensators in diese Poren abgeschieden. Diese Schichten bestehen aus Titan-Nitrid (TiN) sowie dem Aluminium-Oxid Al2O3. Das Aluminium-Oxid ist dabei die Isolationsschicht, die zwischen den beiden Titan-Nitrid –Schichten liegt. Der fertige »Nano«-Kondensator ist also genauso große wie einer der Poren. Folglich befinden sich 10 Milliarden Kondensatoren auf einem Quadratzentimeter. Die Kapazität eines solchen Kondensators liegt bei 100 µF/cm².
Die beiden Forscher Sang Bok Lee und Gary Rubloff Bild: Mike Morgan
Damit konnten die Forscher die Kapazität von Kondensatoren um den Faktor 10 erhöhen und diesen Wert in etwa auf das Niveau eines elektrochemischen Energiespeichers bringen. Damit konnten sie den größten Nachteil von Kondensatoren beseitigen, nämlich die geringe Kapazität. Da die Funktion von Kondensatoren im Vergleich zu elektrochemischen Energiespeichern auf rein physikalischen Prozessen beruht, ist deren Verschleiß deutlich niedriger.
Die neuen Kondensatoren könnten daher zum Beispiel Blei-Akkus ersetzen. Eine Autobatterie wäre demzufolge sehr viel kleiner als aktuelle Modelle. Derzeit arbeiten die beiden Forscher an einer Roadmap für die weitere Entwicklung der Kondensatoren.
