Forscher der TU Graz haben herausgefunden, dass sich die hohe Energiedichte von Batterien dank flüssigem Ladungsspeicher mit der hohen Leistung von Superkondensatoren in ein System vereinen lässt. Zwar speichern sowohl Batterien als auch Superkondensatoren Energie und geben diese gezielt wieder frei. Die beiden elektrochemischen Energiespeicher sind dennoch wie Tag und Nacht: Batterien speichern sehr große Energiemengen, die sie langsam, aber beständig wieder abgeben. Superkondensatoren können nur geringe Energiemengen speichern, geben diese Energie aber viel leistungsstärker ab und erzielen so kurzzeitige Spitzenleistungen.
Stefan Freunberger von der TU Graz nahm sich gemeinsam mit einer Forschergruppe der südfranzösischen Université de Montpellier vor, die Vorteile von Batterien und Superkondensatoren gleichzeitig zu nutzen und in einer Art Energiehybrid zu vereinen. Die Gruppe beschrieb erstmals ein flüssiges Ladungsspeichermaterial, das ähnlich hohe Energiedichte wie Batterien aufweist, dabei aber so hohe Leistungen wie ein Superkondensator erzielt.
Bewegungsdrang fördern
Batterien geben Energie langsam ab und haben lange Ladezeiten, weil sich Ionen in den festen Ladungsspeichern nur schwer bewegen können. In Superkondensatoren befinden sich die Ionen dagegen in Flüssigkeiten und sind deshalb viel beweglicher. Die neuartige redoxaktive ionische Flüssigkeit, die Freunberger mit den französischen Kollegen entwickelt hat, besteht aus einem organischen Salz, das bei einer Temperatur von knapp 30 Grad Celsius flüssig ist. Diese Flüssigkeit kann ähnlich wie ein Festkörperspeicher viele Ionen einspeichern und erlaubt ihnen gleichzeitig eine viel bessere Beweglichkeit.
Die Wissenschaftler haben damit einen ersten Ansatz eines integrierten Energieliefersystems für beständige Energieversorgung mit hoher Leistung geliefert. Doch einige Anwendungen, wie automatische Türen, etwa in Straßenbahnen oder Zügen, bleiben weiterhin ein Fall für Superkondensatoren. Energie wird nur ganz kurze Zeit gebraucht, dafür mit hoher Leistung. In anderen Fällen sind Batterien das Mittel der Wahl. Das Prinzip des Energiehybrids kann aber beispielsweise in Elektroautos viele Vorteile bringen. Bislang finden sich dort oft verschiedene Batterietypen oder Batteriesysteme gemeinsam mit Superkondensatoren. Ein einziges System mit den Vorteilen beider Energiespeicher könnte Platz und Ressourcen sparen.
