Supercaps statt Akku? - Funktionsweise von Superkondensatoren (Helmholtz-Doppelschicht)

Wie funktionieren eigentlich Superkondensatoren? In diesem Video gebe ich einen ersten Überblick über Superkondensatoren (Supercap) und wie diese funktionieren. Superkondensatoren können – anders als Batterien – sehr schnell große Energiemengen speichern und ebenso schnell wieder abgeben. Sie sind perfekt um nahezu unbegrenzte Zyklen mitzumachen und hohe Leistungen zu bringen. Es gibt verschiedene Arten von Supercaps oder auch Superkondensatoren: Doppelschichtkondensatoren, Pseudo-Caps und Hybridkondensatoren. Wie genau Supercaps funktionieren (Stichwort: Elektrostatische Speicherung durch die Helmholtzschicht) und warum diese nicht einfach Kondensatoren sind, erkläre ich in diesem Video.
Wichtig: Bei Supercaps kann näherungsweise die Kapazitätsformel vom Plattenkondensator verwendet werden. Dabei gilt als Plattenabstand allerdings nicht der Abstand der Elektroden, sondern der Abstand der Ionen zur Oberfläche der Elektroden in Doppelschicht.

Quellen zu diesem Video:
Blum U., Rosenthal E., Diekmann B. (2020) Energiespeicher. In: Energie – Grundlagen für Ingenieure und Naturwissenschaftler. Springer Vieweg, Wiesbaden. https://doi.org/10.1007/978-3-658-269...

Borgeest K. (2021) Energiespeicher. In: Elektronik in der Fahrzeugtechnik. ATZ/MTZ-Fachbuch. Springer Vieweg, Wiesbaden. https://doi.org/10.1007/978-3-658-236...

Doppelbauer M. (2020) Energiespeicher. In: Grundlagen der Elektromobilität. Springer Vieweg, Wiesbaden. https://doi.org/10.1007/978-3-658-297...

Jayaramulu et al., 2021. Covalent Graphene-MOF Hybrids for High-Performance Asymmetric Supercapacitors. Advanced Materials 33, 2004560. https://doi.org/10.1002/adma.202004560

00:00 Neue Supercap-Forschung
01:19 Anwendungsmöglichkeiten
02:09 Arten von Supercaps
03:19 Energie- und Leistungsdichte (mit Vorsicht zu betrachten!)
04:29 Funktionsweise Kondensator
06:06 Funktionsweise Superkondensator
10:21 Kleiner Zukunftsausblick zur Studie