Aragonesische Forscher entwickeln wässrige Superkondensatoren für die nachhaltige Energiespeicherung
Wissenschaftler des Instituts für Nanowissenschaft und Materialien von Aragon (INMA) haben eine bahnbrechende Studie in der Zeitschrift Journal of Power Sources veröffentlicht, die neue Strategien zur Verbesserung der Leistung und Stabilität wässriger Superkondensatoren vorschlägt. Diese Forschung stellt einen bedeutenden Fortschritt hin zu umweltfreundlicheren und kostengünstigeren Alternativen in der aktuellen Energiekrise dar.
Angesichts der wachsenden Energienachfrage und der Einschränkungen fossiler Brennstoffe benötigen erneuerbare Energien effizientere und sicherere Speichersysteme. Wässrige Superkondensatoren gelten als eine der vielversprechendsten und umweltfreundlichsten Optionen, die sich durch ihre Fähigkeit auszeichnen, in Sekundenschnelle aufgeladen und entladen zu werden, im Gegensatz zu herkömmlichen Batterien.
Technische Merkmale der Entwicklung
Hybrid-Nanomaterialien: Das Team hat eine Reihe von Nanomaterialien entwickelt, die Nanopartikel von Bismuttrisulfid mit einer Größe von nur 4 Nanometern in handelsübliche Kohlenstoffmaterialien integrieren. Diese neuen Nanomaterialien können als Elektroden für Superkondensatoren verwendet werden und ihre Speicherkapazität ist erheblich höher als die von herkömmlichen Kohlenstoffmaterialien.
Synergetischer Effekt: Es wurde nachgewiesen, dass ein wässriges Elektrolyt aus Natriumiodid einen synergetischen Effekt mit den Nanopartikeln erzeugt, wodurch die gespeicherte Energie im Vergleich zu herkömmlichen wässrigen Systemen verdoppelt oder verdreifacht wird.
Um das Hauptproblem der Stabilität nach mehreren Lade- und Entladezyklen zu lösen, haben die Forscher zwei komplementäre Strategien implementiert: die Zugabe von Iod zu dem Kohlenstoffmaterial und die Ergänzung eines neutralen Puffers (Buffer) zum Elektrolyt. Diese Ansätze haben es den Superkondensatoren ermöglicht, ihre Eigenschaften nach über 1.000 Nutzungszyklen intakt zu halten.
Die Forschung wird geleitet von María Bernechea Navarro (ARAID-Forscherin), María Pilar Lobera González (Vertragsprofessorin), sowie den Forschern Sergio Aina und Abdenbi Cherkaoui, alle aus der Forschungsgruppe für Nanoporöse Filme und Partikel (NFP) des INMA, in Zusammenarbeit mit der Technischen Universität Poznań in Polen.
Das Projekt wurde aus verschiedenen Quellen finanziert, darunter das Netzwerk M-ERA.NET, das MICIU/AEI, Mittel aus dem FEDER/UE sowie die NextGenerationEU/PRTR-Programme, die von der Regierung von Aragon gefördert werden.
