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First Graphene Limited: Superkondensatormaterialien auf Graphenbasis verbessern die Energiedichte um 85 % - Seite 3

 

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Zu den potenziellen großvolumigen Anwendungen gehören Stromversorgungen mit Superkondensator und Batterie als Bündel, wobei der Superkondensator die Leistungsspitzen beim Beschleunigen oder regenerativen Bremsen glättet und dadurch die Belastung der Batterien verringert und die Lebensdauer der Batterien verlängert wird.

Das Unternehmen hat eine gründliche Untersuchung von Superkondensatorgeräten durchgeführt, einschließlich einer Desktop-Analyse und Gerätetests von verfügbaren Hochleistungsgeräten. Die derzeit besten Geräte ihrer Klasse haben eine Leistungsdichte von über 10 kW/L und eine Energiedichte von über 5 Wh/L. Um dies zu erreichen, muss die Zelle eine hohe spezifische Kapazität und die Fähigkeit haben, in einem hohen Spannungsfenster zu arbeiten.
 

Technologien zur Energiespeicherung

Superkondensatoren, die auf der elektrischen Doppelschichtkapazität (EDLC, Electrical Double Layer Capacitance) beruhen, ermöglichen ein schnelles Auf- und Entladen und bieten eine hohe Leistungsdichte. Diese Superkondensatoren verwenden in der Regel Aktivkohle als Ladungsspeichermedium mit großer Oberfläche. Sie sind nicht auf eine chemische Reaktion angewiesen, da sie mit einer Ladungstrennung innerhalb des Geräts arbeiten. Das bedeutet, dass EDLC-Superkondensatoren stabil sind und in der Regel viele Lade-/Entladezyklen überstehen.

Für Elektrofahrzeuge ist ein idealer Energiespeicher eine Kombination aus einer chemischen Batterie mit hoher Energiedichte (für große Reichweiten) und einem Superkondensator, der sich schnell auf- und entladen kann, um Zeiten zu überbrücken, in denen für relativ kurze Zeit eine hohe Leistung benötigt wird, wie z. B. beim Anfahren und Anhalten. Dadurch wird die Lebensdauer der Batterie verlängert und letztlich die Reichweite des Fahrzeugs² erhöht.

²A. Burke and H. Zhao, Research Report - UCD-ITSRR-15-09

Ein idealer Weg zu diesem kombinierten System führt über die Pseudokondensatortechnologie, bei der die Ladungsspeicherung durch den Mechanismus der elektrischen Doppelschichtkapazität und schnelle Redoxreaktionen zwischen den Ionen im Elektrolyten und den aktiven Materialien auf der Elektrodenoberfläche erfolgt. Die Pseudokapazität kann die Leistung eines Superkondensators erheblich steigern. Es hat sich gezeigt, dass First Graphenes PureGRAPH(R)-Hybrid-Aktivmaterialien das Erreichen der Pseudokapazität ermöglichen.