Innograph - Innovative Graphenkomposite für Energiespeicher
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Zusammenfassung
Das Verbundprojekt "InnoGraph" zwischen der Black Magic GmbH Bitterfeld-Wolfen und der Martin-Luther-Universität Halle-Wittenberg, Institut für Chemie, Bereich Technische Chemie - Innovative Graphenkomposite auf Basis innovativer Materialien für erhöhte Energiespeicherfähigkeit - hat zum Ziel, die Energiespeicher- und Leistungseigenschaften von Doppelschichtkondensatoren durch den Einsatz synthetischer Materialien mit hoher Reinheit zu optimieren und durch entsprechende Funktionalisierung optimal auf die Interaktion mit dem Elektrolyten abzustimmen. Es werden neue, maßgeschneiderte Graphenkomposite entwickelt, um eine neue Generation von leistungs- und wettbewerbsfähigen Kondensatoren zu realisieren. Um die verbesserten Materialien in finalen Systemen nutzen zu können, müssen weiterhin bestehende Fertigungstechnologien angepasst oder neu entwickelt werden.
Das Ziel ist es, die Energiespeicherfähigkeit heutiger Aktivmaterialien durch geeignete Synthesen von 6 Wh/kg auf > 20 Wh/kg zu erhöhen und die Kompatibilität mit dem Elektrolyten zu realisieren, um die geforderte Lebensdauer von 1 Million Zyklen zu gewährleisten. Dabei sollen die Kosten pro Kilowattstunde im Kondensator auf ein Drittel gesenkt werden.
Die im Rahmen des Projektes neu entwickelten Kohlenstoffe werden in elektrochemischen Doppelschichtkondensatoren eingesetzt und werden deren Energiekosten von heute 6000 EUR/kWh auf 600 EUR/kWh reduzieren, was einen Durchbruch dieser Speichertechnologie in der Elektrifizierung von Fahrzeugen bedeutet.
Elektrochemische Doppelschichtkondensatoren (EDLCs), auch bekannt als Super- oder Ultrakondensatoren, avancieren seit einigen Jahren zu einer der vielversprechendsten Technologien im Bereich elektrochemischer Energiespeicherung. EDLCs können innerhalb weniger Sekunden ge- und entladen werden. Darüber hinaus bieten sie standardmäßig hohe spezifische Leistungen sowie eine außerordentlich lange Lebensdauer. Aufgrund dieser Eigenschaften finden EDLCs bereits Anwendung in Kraftfahrzeugen wie PKWs, LKWs und Bussen, wo sie zur Bremsenergierückgewinnung eingesetzt werden. In industriellen Anwendungen kommen Kondensatoren im Bereich unterbrechnungsfreie Energieversorgung und Netzstabilisierung zum Einsatz. Als Aktivmaterial besitzen dabei auf Basis von Carbiden hergestellte Aktivkohlen (Carbide Derived Carbons - CDC) aktuell eine herausragende Bedeutung.
Das Verbundprojekt "InnoGraph" zwischen der Black Magic GmbH Bitterfeld-Wolfen und der Martin-Luther-Universität Halle-Wittenberg, Institut für Chemie, Bereich Technische Chemie - Innovative Graphenkomposite auf Basis innovativer Materialien für erhöhte Energiespeicherfähigkeit - hat zum Ziel, die Energiespeicher- und Leistungseigenschaften von Doppelschichtkondensatoren durch den Einsatz synthetischer Materialien mit hoher Reinheit zu optimieren und durch entsprechende Funktionalisierung optimal auf die Interaktion mit dem Elektrolyten abzustimmen. Es werden neue, maßgeschneiderte Graphenkomposite entwickelt, um eine neue Generation von leistungs- und wettbewerbsfähigen Kondensatoren zu realisieren. Um die verbesserten Materialien in finalen Systemen nutzen zu können, müssen weiterhin bestehende Fertigungstechnologien angepasst oder neu entwickelt werden.
Das Ziel ist es, die Energiespeicherfähigkeit heutiger Aktivmaterialien durch geeignete Synthesen von 6 Wh/kg auf > 20 Wh/kg zu erhöhen und die Kompatibilität mit dem Elektrolyten zu realisieren, um die geforderte Lebensdauer von 1 Million Zyklen zu gewährleisten. Dabei sollen die Kosten pro Kilowattstunde im Kondensator auf ein Drittel gesenkt werden.
Die im Rahmen des Projektes neu entwickelten Kohlenstoffe werden in elektrochemischen Doppelschichtkondensatoren eingesetzt und werden deren Energiekosten von heute 6000 EUR/kWh auf 600 EUR/kWh reduzieren, was einen Durchbruch dieser Speichertechnologie in der Elektrifizierung von Fahrzeugen bedeutet.
Elektrochemische Doppelschichtkondensatoren (EDLCs), auch bekannt als Super- oder Ultrakondensatoren, avancieren seit einigen Jahren zu einer der vielversprechendsten Technologien im Bereich elektrochemischer Energiespeicherung. EDLCs können innerhalb weniger Sekunden ge- und entladen werden. Darüber hinaus bieten sie standardmäßig hohe spezifische Leistungen sowie eine außerordentlich lange Lebensdauer. Aufgrund dieser Eigenschaften finden EDLCs bereits Anwendung in Kraftfahrzeugen wie PKWs, LKWs und Bussen, wo sie zur Bremsenergierückgewinnung eingesetzt werden. In industriellen Anwendungen kommen Kondensatoren im Bereich unterbrechnungsfreie Energieversorgung und Netzstabilisierung zum Einsatz. Als Aktivmaterial besitzen dabei auf Basis von Carbiden hergestellte Aktivkohlen (Carbide Derived Carbons - CDC) aktuell eine herausragende Bedeutung.
Geräte im Projekt
Kooperationen im Projekt
Kontakt
Prof. Dr.-Ing. habil. Thomas Hahn
Martin-Luther-Universität Halle-Wittenberg
Naturwissenschaftliche Fakultät II
Von-Danckelmann-Platz 4
06120
Halle (Saale)
Tel.:+49 345 5525910
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