Seit Jahren sind Superkondensatoren – auch Ultrakondensatoren genannt – am Rande der Elektrofahrzeugtechnologie anzutreffen. Obwohl sie konzeptionell einfach sind, war ihr Einsatz in der Produktion begrenzt, wobei Beispiele wie der Lamborghini Sián ihr Potenzial unter Beweis stellen. Das in Basingstoke ansässige Unternehmen Allotrope Energy glaubt jedoch, einen Durchbruch erzielt zu haben, der Superkondensatoren endlich zum Mainstream machen könnte, insbesondere für Hybridfahrzeuge.
Was sind Superkondensatoren und warum sind sie nicht weit verbreitet?
Superkondensatoren sind elektrische Speichergeräte, die in fast jedem elektronischen Produkt zu finden sind. Wie Batterien speichern und geben sie Elektrizität ab. Es bestehen jedoch wesentliche Unterschiede. Superkondensatoren bestehen aus zwei Elektroden, die durch eine Isolierschicht getrennt sind. Bei Anschluss an eine Spannung baut sich auf diesen Platten eine elektrische Ladung auf. Entscheidend ist, dass im Gegensatz zu Batterien beim Laden oder Entladen keine chemische Reaktion stattfindet, sodass Superkondensatoren viel schneller laden und entladen können.
Historisch gesehen war der größte Nachteil von Superkondensatoren ihre geringe Energiedichte. Batterien können große Energiemengen über längere Zeiträume speichern, während Superkondensatoren ihre Ladung relativ schnell abgeben, wenn sie an eine elektrische Last, beispielsweise einen Motor, angeschlossen werden. Dieser Unterschied hat dazu geführt, dass Batterien den Markt für Elektrofahrzeuge und Hybridautos dominieren.
Der Durchbruch von Allotrope Energy: Lignavolt-Superkondensatoren
Allotrope Energy behauptet, diese Einschränkung mit seinen neuen Lignavolt-Superkondensatoren überwunden zu haben. Diese Geräte verfügen über eine Energiedichte von 4–15 Wh/kg, deutlich höher als die 7–8 Wh/kg, die in der bestehenden Superkondensatortechnologie zu finden sind. Darüber hinaus kosten sie Berichten zufolge einen Bruchteil der Herstellungskosten. Das Geheimnis dieses Fortschritts liegt in der Verwendung von Lignavolt-Material – einem nachhaltig hergestellten Stoff, der aus Lignin, einem Abfallprodukt der Papierindustrie, gewonnen wird.
Das Potenzial für Hybridfahrzeuge
Besonders spannend ist der mögliche Einsatz dieser Technologie für Hybridfahrzeuge. Diese Autos kombinieren einen Verbrennungsmotor (ICE) für die Reichweite mit einem Elektromotor und einer Batterie oder einem Superkondensator, um Energie durch regeneratives Bremsen zu gewinnen und wiederzuverwenden. Dabei handelt es sich um den Prozess der Umwandlung der kinetischen Energie des Autos in Elektrizität beim Abbremsen.
Erste Beispiele für den Einsatz von Superkondensatoren in der Hybridtechnologie reichen mehr als zwei Jahrzehnte zurück. So nutzte das Brennstoffzellenfahrzeug FCX von Honda Superkondensatoren, um die aus dem Brennstoffzellensystem und dem regenerativen Bremssystem gewonnene Energie zu speichern. Allerdings haben massive Investitionen in die Batterietechnologie für Hochspannungs-Elektrofahrzeuge, 48-V-Mild-Hybrid-Fahrzeuge und andere Anwendungen Superkondensatoren in den Schatten gestellt.
Allotrope argumentiert, dass die Erfassung von 100 % der regenerativen Bremsenergie, selbst bei mäßigem Bremsen, eine unpraktisch große und teure Lithium-Ionen-Batterie erfordern würde. Im Gegensatz dazu könnte ihr 1-kg-Superkondensator 75 PS leisten – eine Zahl, die 50-mal höher ist als die einer entsprechenden Lithium-Ionen-Batterie.
Ein kleinerer Motor, geringere Emissionen
Das Unternehmen stellt sich eine Zukunft vor, in der die Beschleunigung eines Hybridantriebsstrangs stärker vom Elektromotor stammt, der vom Superkondensator angetrieben wird. Dies würde es den Herstellern ermöglichen, die Größe des Verbrennungsmotors zu reduzieren, was letztendlich zu geringeren Emissionen und einem geringeren Kraftstoffverbrauch führen würde. Die Auswirkungen auf die Effizienz und die Umweltauswirkungen von Hybridfahrzeugen könnten erheblich sein.
Zusammenfassend lässt sich sagen, dass die Lignavolt-Superkondensatoren von Allotrope Energy einen vielversprechenden Fortschritt in der Stromspeicherung darstellen. Ihre verbesserte Energiedichte, Kosteneffizienz und nachhaltige Produktionsmethoden machen sie zu einem potenziellen Game-Changer, insbesondere für Hybridfahrzeuge, die das regenerative Bremsen optimieren und die Gesamteffizienz verbessern möchten. Dieses winzige Kästchen aus Basingstoke ist möglicherweise auf dem Weg, die Zukunft der Hybridtechnologie neu zu gestalten.
