Energiespeicher für die Rückgewinnung von Bewegungsenergie

Um die Bremsenergie von Maschinen effizient zurückzugewinnen wäre ein Hybridspeicher notwendig, der die ergänzenden Eigenschaften von Batterien und Kondensatoren vereint. Die Entwicklung dieser Powercaps genannten Hybride treiben das KIT und seine Partner im Projekt FastStorage BW II voran. Aufgebaut sind die Hybridkondensatoren aus zwei großflächigen Elektroden. Anders als bei herkömmlichen Kondensatoren sind die Elektroden jedoch nicht identisch aufgebaut und statt einem Dielektrikum erstreckt sich zwischen ihnen ein Elektrolyt, der positive Ionen zur Verfügung stellt. Ähnlich wie bei einer Batterie besteht eine Elektrode aus Metalloxiden, an der ein Redoxprozess bewirkt wird. Die zweite Elektrode ist wie bei einem Kondensator aus Kohlenstoffmaterial aufgebaut. Anders als in einer Batterie wird Energie jedoch nicht in einer chemischen Reaktion, sondern im elektrischen Feld zwischen positiven Ionen und Elektronen gespeichert. Die redoxaktiven Materialien im Kondensator vergrößern die effektive Betriebsspannung und die elektrische Felddichte, woraus direkt ein überproportionaler Anstieg der Speicherkapazität des Kondensators folgt. Powercaps können etwa doppelt so viel Energie wie klassische Kondensatoren speichern und gleichzeitig theoretisch bis zu zehn mal mehr elektrische Leistung bereitstellen als eine Batterie. Das KIT entwickelt, baut und testet aktuell Speicher-Prototypen, die aus Powercap-Zellen bestehen.