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pte20220127027 Umwelt/Energie, Forschung/Entwicklung

Buchenblatt wird zum Superkondensator

Korea Advanced Institute of Science and Technology baut Stromspeicher für tragbare Elektronik


Schematische Darstellung der neuartigen Kondensator-Herstellung (Grafik: kaist.ac.kr, Young-Jin Kim)
Schematische Darstellung der neuartigen Kondensator-Herstellung (Grafik: kaist.ac.kr, Young-Jin Kim)

Daejeon (pte027/27.01.2022/13:58) -

Aus Blättern, die die Natur in Wäldern in kaum messbaren Mengen produziert, stellen Forscher am Korea Advanced Institute of Science and Technology http://kaist.ac.kr Mikro-Superkondensatoren her. Diese sollen tragbare elektronische Geräte umweltverträglich mit Strom versorgen. Während Batterien und Akkus von Zeit zu Zeit ausgetauscht werden müssen und im Müll landen oder im besten Fall recycelt werden, halten Superkondensatoren viele Jahre durch. Außerdem sind sie innerhalb von Sekunden aufgeladen, während der Prozess bei Akkus schon mal Stunden braucht. Die Energiedichte ist allerdings deutlich geringer, was durch schnelles Laden aber weniger ins Gewicht fällt.

Graphenproduktion mit Laserblitzen

Young-Jin Kim, Leiter des Labors für ultrapräzises Messen und Produzieren, und sein Team haben die Kondensatoren mit einem Femtosekundenlaser hergestellt, der Lichtblitze aussendet, die gerade einmal wenige Billiardstel Sekunden dauern. Diese extrem fein fokussierten Blitze führen die Forscher über das Blatt und verwandeln das organische Material dort in Graphen. Es entstehen Muster, die die Elektroden des Kondensators bilden. Das unversehrte Material dazwischen dient als isolierendes Dielektrikum.

Graphen aus Kohlenstoffatomen, die wie Bienenwaben im Sechseck angeordnet sind, hat eine hohe elektrische Leitfähigkeit und ist mechanisch äußerst stabil. Den blattbasierten Kondensator stabilisieren die Forscher mit flexiblen Kunststofffolien. Derartige Kondensatoren lassen sich zu günstigen Preisen in normaler Labor-Umgebung herstellen. Getestet wurden sie als Stromversorgung für eine Leuchtdiode und eine elektronische Uhr. "Die Verwendung von Blättern, die normalerweise im Wald verrotten, zur Herstellung von Kondensatoren, ist eine sinnvolle Nutzung von Abfällen", sagt Kim. Er denkt bereits an eine Massenproduktion der umweltverträglichen Stromspeicher.

(Ende)
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