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Kategorie: Industrie
Sektor: Electrical machinery, apparatus, energy
Unternehmen: Skeleton Technologies
Patente: EP2616564B1, EP2978003B1, EP2633532B1
Erfindung: Optimiertes kohlenstoffbasiertes Material für Ultrakondensatoren
Die estnischen Wissenschaftler Jaan Leis, Mati Arulepp und Anti Perkson haben ein optimiertes Material entwickelt, das sich als Elektrode für schnell aufladbare, langlebigere und leistungsfähigere Ultrakondensatoren für die Industrie eignet. Es nennt sich "curved graphene" zu deutsch: gekrümmtes Graphen.
Sowohl Ultrakondensatoren als auch Batterien versorgen Maschinen mit elektrischer Energie, aber sie liefern die Energie auf unterschiedliche Weise. Batterien bieten sich für die konstante Versorgung bei einem gleichmäßigen, länger anhaltenden Energiebedarf an. Ultrakondensatoren hingegen eignen sich besonders dort, wo intensive Energieschübe von kurzer Dauer gefragt sind. Für die Elektroden von Ultrakondensatoren wird meist Aktivkohle verwendet. Diese enthält jedoch häufig verunreinigende Substanzen. Reines Graphen (eine Kohlenstoffschicht, die so dünn ist wie ein Kohlenstoffatom) ist ebenfalls ein guter Leiter, weist aber nur eine geringe Energiedichte auf. Leis, Arulepp und Perkson experimentierten solange mit verschiedenen Materialien auf Kohlenstoffbasis, bis ihnen ein entscheidender Durchbruch gelang: Ihre Optimierungsbemühungen brachten schließlich das Material "curved graphene" bzw. "gekrümmtes Graphen" hervor. Damit lassen sich sowohl die Leistung als auch die Lebensdauer von Ultrakondensatoren erhöhen.
Gekrümmtes Graphen erhält man, indem man Graphen "zerknittert". So entsteht eine größere Oberfläche auf der Elektrode und somit eine höhere Dichte für die Energieübertragung. Es weist eine hohe chemische Reinheit auf und ist frei von toxischen Stoffen wie Lithium oder Kobalt, die in anderen Batterien und Kondensatoren häufig zum Einsatz kommen. Nach Angaben des Herstellers Skeleton Technologies lassen sich seine Ultrakondensatoren in nur 15 Sekunden aufladen, und sie haben eine Lebensdauer von über einer Million Ladezyklen und einen bis zu 30 % höheren Wirkungsgrad als herkömmliche Batterien.
Die estnischen Erfinder begannen Anfang der 2000er-Jahre damit, an einer neuen Elektrodentechnologie zu forschen. Gegen Ende des Jahrzehnts gründeten sie Skeleton Technologies, um ihre Forschung zu vermarkten. Seither sind mehr als 200 Mio. EUR an Investitionskapital in das Unternehmen geflossen und es plant den Ausbau zur größten Superkondensatorenfabrik der Welt mit einer Produktionskapazität von jährlich 12 Millionen Stück im vollautomatischen Produktionsbetrieb.
