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75% mehr Speicherfähigkeit Leistungssprung bei Superkondensatoren durch Graphen

Redakteur: Johann Wiesböck

Kondensatoren auf Basis von Graphen haben erstaunliche Fähigkeiten. Sie erreichen hohe Spannungen, große Kapazitäten, geringe Leckströme und niedrige ESR-Werte bei kleiner Bauform. Graphen-Kondensatoren sind selbstheilend.

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Besondere Merkmale von Graphene-Kondensatoren: hohe Spannung, große Kapazität, geringer Leckstrom, geringer ESR und Selbstheilung
Besondere Merkmale von Graphene-Kondensatoren: hohe Spannung, große Kapazität, geringer Leckstrom, geringer ESR und Selbstheilung
(Bild: Blume Elektronik)

Superkondensatoren bieten bezüglich Schnellladefähigkeit enorme Potentiale für den Einsatz als Pufferspeicher in der Elektromobilität oder für die Rückgewinnung von Energie in Industrieanlagen. Eine Erhöhung der Energiedichte ist jedoch für viele Anwendungen unabdingbar.

Graphen-basierte Elektroden für Superkondensatoren erreichen im Labor bereits eine um 75 % höhere Speicherfähigkeit, parallel dazu werden durch das Fraunhofer IPA bereits Anwendungen entwickelt, die in Zukunft Energieeinsparungen für Industrieunternehmen ermöglichen werden.

Den Einsatz von Graphen und Superkondensatoren erklärt Dr. Carsten Glanz, Gruppenleiter Applikation Mulitfunktionaler Schichten, Fraunhofer IPA Stuttgart, in einem Vortrag auf dem „Praxisforum Passive Bauelemente“ am 19. und 20. April 2016 in Würzburg. Mehr Informationen dazu finden Sie unter www.praxisforum-passive-bauelemente.de.

Graphen-Kondensatoren sind bereits in der Serienanwendung

Graphen-Semiconductor-Kondensatoren sind eine neue Kondensatoren-Serie die als Elektrolyt eine Mischung aus Graphene und Polymerverbindungen nutzen. Die selbstheilenden Kondensatoren besitzen eine nanokristalline Struktur. Diese Struktur dient dazu das kleine Bauformen produziert werden können.

Diese Art von Kondensatoren sind für Anwendungen in den Bereichen Ladegeräte, Spannungsversorgung, Automobilelektronik sowie Computer Elektronik. Unter anderem sind diese Bauteile für einen Temperaturbereich bis 105°C geeignet. Erhöhte Temperaturbereiche von 125°C bis 130°C sind in der Entwicklung, langfristig werden 150°C für möglich gehalten.

Ein besonders wichtiger Aspekt für sicherheitsrelevante Anwendungen ist, dass im Fehlerfall ein normaler Kondensator zu einem Kurzschluss führt. Bei den Graphen-Semiconductor-Kondensatoren führt dies zu einem so genannten „open mode“, das bedeutet der Durchgangswiderstand steigt ins Unendliche. Die besonderen Merkmale sind hohe Spannung, große Kapazität, geringer Leckstrom, geringer ESR bei kleiner Bauform und selbstheilend.

Zum Thema Graphen-Kondensatoren in der Serienanwendung hält Kondensatorexperte Wilhelm Haßenpflug, Geschäftsführer Blume Elektronik, einen Vortrag auf dem „Praxisforum Passive Bauelemente“ am 19. und 20. April 2016 in Würzburg. Diese Veranstaltung liefert einen Überblick über die wesentlichen Unterschiede und Vor- und Nachteile der verschiedenen Kondensatorentechnologien.

Die Teilnehmer erhalten darüber hinaus Einblicke in die künftigen Entwicklungen und Einsatzgebiete von Kondensatoren. Was sind die besonderen Herausforderungen der einzelnen Technologien? Mehr Informationen dazu finden Sie unter www.praxisforum-passive-bauelemente.de.

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