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1994
Conference Paper
Titel
Neue Kondensatoren für die Energiespeicherung
Abstract
Kondensatoren bieten eine hohe spezifische Leistungsdichte. Die zur Zeit verfügbaren Kapazitäten von Doppelschicht-Kondensatoren betragen bis zu 1500 F bei 2,3 V. Doppelschichtkondensatoren besitzen kein Dielektrikum sondern einen flüssigen Elektrolyten. Die Speicherfunktion wird von einer elektrischen Doppelschicht übernommen. Die Doppelschicht bildet sich an der Phasengrenze zwischen Elektrode und Elektrolyt aus, die wie ein Dielektrikum als Isolator dient. Wird eine Spannung zwischen den beiden Elektroden (Platten) angelegt, kann Ladung in dieser Doppelschicht, die nur wenige Angström dick ist, gespeichert werden. Der Lade- und Entladevorgang bei einem Doppelschichtkondensator erfolgt über eine Absorption/Desorptionsreaktion von Anionen bzw. Kationen an der elektrischen Doppelschicht. Messungen zum Entladeverhalten ergaben, daß bei einem Entladestrom von 15 A der Kondensator nach etwa 90 sek bis auf 1 V entladen ist. Der Spannungsverlauf während dieser Entladung ist annähernd linear. In der Ruhephase erholt sich die Kondensatorspannung, was auf den internen Ladungsausgleich der parallelgeschalteten Kleinstkondensatoren zurückgeführt wird. Wie beim Einsetzen der Entladung ist auch bei der Ladung ein Spannungssprung zu beobachten, der auf den inneren Widerstand des Kondensators zurückzuführen ist. Auch die Ladespannung steigt bei konstantem Ladestrom linear bis zur oberen Spannungsgrenze an. Die Volladung des Kondensators erfolgt dann spannungsgeregelt. Der Ladestrom geht dabei bis auf wenige Mikroampere (Leckstrom) zurück. Da es sich beim Doppelschichtkondensator um einen physikalischen Energiespeicher handelt und nicht um einen elektro-chemischen wie beim Akkumulator, finden während seines Betriebes keine Massentransporte statt, wodurch eine Umstrukturierung der Elektroden ausbleibt.