Die Chinesen haben Leistungskondensatoren entwickelt, die die Idee von Elektrofahrzeugen verändern könnten

Dem im Westen nahezu unbekannten chinesischen Unternehmen Toomen New Energy aus Shenzhen ist es gelungen, eine Technologie zur Herstellung von Leistungskondensatoren zu entwickeln, die ein Kompromiss zwischen Superkondensatoren und Lithium-Ionen-Batterien werden könnte. Die Entwicklung erwies sich selbst für anspruchsvolle europäische Ingenieure und Wissenschaftler als unerwartet einzigartig.

In Europa Partner von Toomen New Energy wurde ein kleines belgisches Startup Kurt.Energie. Der Chef des Startups, Eric Verhulst, entdeckte den kleinen Stand von Toomen New Energy bereits 2018 auf der Hannover Messe in Deutschland, als er sich vielversprechende Batterietechnologien für Kraftwerke für Elektrofahrzeuge ansah. Die getesteten Toomen-Leistungskondensatoren übertrafen alle kühnsten Träume des Ingenieurs. Zu diesem Zeitpunkt waren ihre Eigenschaften 20-mal höher als die ähnlicher Maxwell-Produkte. Es gab etwas, worüber man sich wundern konnte!

Strukturell sind Toomen-Leistungskondensatoren ein Element zur Speicherung elektrischer Ladung ohne chemische Reaktion, wie es etwa bei einem Superkondensator der Fall ist. Eine „Aktivkohle“-Elektrode besteht aus Graphen, die andere „basiert auf einer Lithiumverbindung, aber im Vergleich zu Lithium-Ionen-Batterien gibt es kein aktives Lithium.“

In der Herstellung sind solche Energiespeicher teurer als klassische Lithium-Ionen-Speicher, gemessen am Dollar pro Kilowatt pro Zyklus (Ladung) sind sie jedoch günstiger. Aufgrund der hohen Ausgangsleistung können Leistungskondensatoren auch in Hybridkraftwerken von Autos als Pufferlösung verwendet werden, was Kraftstoff spart und sehr schnell aufgeladen wird – in wenigen Minuten.

Toomen-Leistungskondensatoren enthalten keinen Elektrolyten. Stattdessen enthalten die Elemente etwas Füllstoff zur Ladungsübertragung. Diese Konstruktion stellt keine Gefahr für die Umwelt dar, wenn die Hülle reißt, und ist nicht brennbar.

Toomen produziert derzeit zwei Arten von Leistungskondensatoren. Einer von ihnen ist auf die höchste Dichte der gespeicherten Energie ausgerichtet, der andere sorgt für maximale Leistung. Die hochdichten Zellen von Toomen bieten derzeit Energiedichten im Bereich von 200–260 Wh/kg, wobei die Leistungsdichten im Bereich von 300–500 W/kg liegen. Hochleistungselemente werden durch Proben mit einer Energiedichte von 80–100 Wh/kg repräsentiert, wobei die Leistungsdichte bei etwa 1500 W/kg liegt und einen Spitzenwert von bis zu 5000 W/kg erreicht.

Im Vergleich dazu bieten die aktuellen DuraBlue-Superkondensatoren von Maxwell deutlich geringere Energiedichten von 8–10 Wh/kg, aber sehr hohe Leistungsdichten von etwa 12–000 W/kg. Andererseits bietet eine gute Lithium-Ionen-Batterie eine Energiespeicherdichte von 14–000 Wh/kg und eine Leistungsdichte im Bereich von 150–250 Wh/kg. Es ist leicht zu erkennen, dass Toomen-Leistungskondensatoren die höchste Energiespeicherdichte bei moderater Leistungsdichte für Superkondensatoren und die höchste Leistungsdichte an der Grenze der Energiespeicherdichte in Lithium-Ionen-Batterien bieten.

Darüber hinaus können die Leistungskondensatoren von Toomen bei Temperaturen von -50 °C bis 45 °C ohne Heiz- oder Kühlschutz betrieben werden. Für Autobatterien ist dies ein wichtiger Vorteil, da sie keinen thermischen Schutz oder keine Steuerelektronik benötigen, was bedeutet, dass sie weitere Kosten und Gewicht des Energiesubsystems einsparen.

Source: 3dnews.ru