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Superkondensatoren

Superkondensatoren, häufig als Ultrakondensatoren bezeichnet, sind Energiespeicher, die zwischen klassischen Elektrolytkondensatoren und Batterien angesiedelt sind. Sie speichern Energie durch elektrochemische Prozesse, die eine sehr hohe Leistungsfähigkeit bei kurzen Lade- und Entladezeiten ermöglichen.

Es werden hauptsächlich zwei Funktionsweisen unterschieden: elektrochemische Doppelschichtkondensatoren (EDLCs), bei denen Energie rein durch Bildung einer

Typische Elektrodenmaterialien sind poröse Kohlenstoffe wie Aktivkohle, Kohlenstoffe mit hohem Oberflächenbereich (Kohlenstoffnanoröhren, Graphen). Elektrolyte reichen von

Kernkennwerte: hohe Leistungsdichte, schnelle Lade- und Entladezeiten, sehr lange Lebensdauer (typisch 100.000 bis über eine Million

Anwendungen: Energiespeicherung mit hohem Leistungsbedarf wie regenerative Bremssysteme in Fahrzeugen, UPS-Systeme, Netzstabilisierung, Leistungsabgabe in tragbaren Geräten,

Die Entwicklung konzentriert sich auf die Steigerung der Energiedichte, die Verringerung der Kosten und die Verbesserung

Ladungsschicht
an
der
Grenzfläche
zwischen
Elektrolyt
und
Elektroden
gespeichert
wird,
und
Pseudokapazitoren,
bei
denen
schnelle
Redox-Reaktionen
auf
bestimmten
Materialien
(z.
B.
Metalloxide
oder
leitfähige
Polymere)
zusätzlich
Energie
bereitstellen.
Hybride
Ultrakondensatoren
kombinieren
beide
Mechanismen.
wässrigen
Lösungen
bis
zu
organischen
Lösungsmitteln
und
Ionenbreiten,
zuletzt
ionische
Flüssigkeiten,
die
höhere
Spannungen
erlauben.
Die
Zellspannungen
liegen
meist
bei
2,5–3,0
V
pro
Zelle;
Packs
auf
Serienbasis
ermöglichen
höhere
Gesamtspannungen.
Zyklen)
und
geringe
Selbstentladung
im
Vergleich
zu
Batterien.
Allerdings
sind
Energiedichte
und
Speicherkapazität
im
Allgemeinen
geringer
als
bei
Lithium-Ion-Batterien.
Wärmeempfindlichkeit
und
Sicherheitsaspekte
variieren
je
nach
Elektrolyt.
Not-
oder
Startversorgungen
sowie
Strompuffer
in
Telekommunikations-
und
Industrieanlagen.
der
Sicherheits-
und
Umweltverträglichkeit
durch
fortschrittliche
Elektrolyte
und
Elektrodenmaterialien.