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Ein Batterie-Ultrakondensator-Hybrid
Durch die Kombination der Chemie von Ultrakondensatoren und Lithium-Ionen-Batterien hat ein Unternehmen namens Ioxus hat einen hybriden Energiespeicher entwickelt, der Elektrowerkzeuge in Minuten aufladen kann und möglicherweise nie ersetzt werden muss. Das Unternehmen sagt, dass zukünftige Inkarnationen möglicherweise verwendet werden könnten, um Energie aus bremsenden Fahrzeugen zu gewinnen.
Batteriekondensator: Ein neuer Energiespeicher vereint die Chemie eines Ultrakondensators mit der einer Lithium-Ionen-Batterie.
Ultrakondensatoren erfassen und geben Energie in Sekundenschnelle ab und können dies millionenfach tun, aber sie speichern nur etwa 5 Prozent so viel Energie wie Lithium-Ionen-Batterien. Der Hybrid kann mehr als die doppelte Volumenenergie von Standard-Ultrakondensatoren speichern. Das ist immer noch viel weniger als bei einer Lithium-Ionen-Batterie, aber der Hybrid kann im Vergleich zu einigen hundert Zyklen für eine typische Batterie über 20.000 Mal schnell aufgeladen werden.
Ein Elektrowerkzeug, das den Lithium-Ionen-Ultrakondensator verwendet, würde nur ein 15stel so lange laufen wie mit einem Akku, aber in nur einer Minute aufgeladen. Unser Produkt ist für Wochenendkrieger gedacht, die das Elektrowerkzeug nicht jeden Tag viel benutzen, aber eine sehr schnelle Aufladung wünschen, sagt Mark McGough, CEO von Ioxus. Das Unternehmen mit Sitz in Oneont, New York, stellt bereits konventionelle Ultrakondensatoren für Hybrid-Elektrobusse und für Motor-Start-Stopp-Systeme her, die zur Steigerung des Kraftstoffverbrauchs in Autos eingesetzt werden.
Der Hybrid-Energiespeicher besteht aus einer geätzten Aluminiumfolie, die einseitig mit Carbon-Slurry beschichtet ist, ähnlich der Elektrode in einem Ultrakondensator. Die andere Elektrode auf der anderen Seite der Folie ist nicht mit Kohlenstoff, sondern mit einem Lithium-Ionen-Material beschichtet, was für mehr Energiespeicherkapazität sorgt. Der Film wird zu einem Zylinder gewickelt, um das fertige Gerät herzustellen.
In einigen Stadtbussen werden Ultrakondensatoren getestet, um die beim Bremsen erzeugte Energie aufzufangen und schnell für die Wiederbeschleunigung freizugeben, ein Ansatz, der eine Verbesserung der Kraftstoffeffizienz verspricht. Wenn der Hybrid-Lithium-Ionen-Ultrakondensator skaliert werden kann, könnte er die Kraftstoffeffizienz weiter verbessern, indem er mehr Energie speichert. Aber seine Lebensdauer muss verbessert werden, da Fahrzeugbremssysteme Hunderttausende Mal aufgeladen werden müssen.
Das Konzept der Hybrid-Lithium-Ionen-Ultrakondensatoren gibt es seit 20 Jahren, aber es gibt mehr Nachfrage nach anderen Arten von Energiespeichern, sagt Theodore Bohn , ein Ingenieur an der Advanced Powertrain Research Facility des Argonne National Laboratory.
Bohn sagt, dass die Hybridtechnologie dennoch ideal für kleine, leichte Anwendungen sein könnte, die von einem Teil des Leistungsvorteils von Ultrakondensatoren und einem Teil des Energievorteils einer Batterie profitieren würden. Der Hybrid ist gut für den Leistungspuls und OK für die Energie, sagt er.
Nur eine andere Firma— JSR-Mikro , in Tokio – stellt Hybridgeräte dieser Art her, die es 2009 auf den Markt gebracht hat. Das Gerät hat nach eigenen Angaben die dreifache Energiedichte eines herkömmlichen Ultrakondensators und eine Zyklenlebensdauer von 100.000 Aufladungen. Jeff Myron, ein Programmmanager bei JSR Micro, sagt, dass das Gerät hauptsächlich als Notstromversorgung in medizinischen Bildgebungsgeräten gedacht ist.