Diese Technologie würde Batterien für Elektroautos und Smartphones überflüssig machen

Eine kürzlich erfolgte Entdeckung im Bereich der Materialwissenschaften könnte die Energiespeicherung revolutionieren, insbesondere für Elektrofahrzeuge und elektronische Geräte. Forscher haben Kondensatoren entwickelt, die aus neuen "Heterostrukturen" bestehen und die Geschwindigkeit, mit der sich Energie auflöst, verringern, ohne die Fähigkeit zur schnellen Aufladung zu beeinträchtigen.


Dieser Durchbruch, der zufällig entdeckt wurde, könnte die Akkulaufzeit von Verbraucherelektronik wie Laptops oder Smartphones erheblich verbessern. Darüber hinaus könnte sie die Flexibilität der Energiespeicherung auf Netzwerkebene erhöhen. Diese Ergebnisse wurden am 18. April in der Zeitschrift Science veröffentlicht.

Kondensatoren, im Gegensatz zu Batterien, speichern Elektrizität in einem elektrischen Feld, was eine schnelle Aufladung und Entladung für sofortigen Energiezugriff ermöglicht. Sie werden häufig in Smartphones verwendet, beispielsweise für kurzfristige, schnelle Energiebedarfe wie das Kamerablitzlicht.

Diese Kondensatoren nutzen sogenannte ferroelektrische Materialien, die ihren elektrischen Zustand auch nach dem Trennen von der Stromquelle "speichern" können. Sie halten jedoch die Energie nicht so lang wie Batterien.

Zudem haben die Forscher zufällig herausgefunden, dass ein winziger Raum im Zentrum dieser Strukturen die Zeit verlängert, in der die Kondensatoren ihre Ladung halten, bevor sie verloren geht. Diese sehr dünnen Strukturen, nur 30 Nanometer dick, kombinieren leitende und nichtleitende Eigenschaften, was sie effizienter in der Energiespeicherung macht.

Diese Heterostrukturen, in denen 2D- und 3D-Materialien wie Lasagneblätter übereinander geschichtet sind, zeigten eine Energiekapazität, die bis zu 19-mal höher ist als die aktueller Kondensatoren, mit einer Effizienz über 90%.

Diese Entdeckung könnte, wenn sie in großem Maßstab reproduziert wird, die Art und Weise, wie wir Energie speichern und darauf zugreifen, verändern, indem sie eine nahezu sofortige Verfügbarkeit ermöglicht, ohne die Stabilität der langfristigen Speicherung zu beeinträchtigen. Dies würde den Weg für eine verstärkte Nutzung von Schnellladekondensatoren in Bereichen eröffnen, die eine Langzeitspeicherung erfordern, wie bei Elektrofahrzeugen, oder für industrielle Anwendungen und das Management von Stromnetzen.