Kunststoff als Schlüssel für die Energiewende

PEDOT-Büschel unter dem Elektronenmikroskop (Foto: ucla.edu)

Los Angeles (pte004/23.01.2025/06:15) - Der eher unspektakuläre Kunststoff Poly(3,4-ethylendioxythiophen), auch "PEDOT" genannt, könnte laut Forschern der University of California, Los Angeles ( https://www.ucla.edu/ ) (UCLA) der Schlüssel für das Gelingen der Energiewende sein. Als Folie hüllt der schwach leitfähige Kunststoff heute oft empfindliche elektronische Geräte ein, um sie vor zerstörerischen elektromagnetischen Feldern zu schützen.

Ziel waren billige Supercaps

In seiner klassischen Form kann PEDOT nichts zu Energiewende beitragen, genauer zur Speicherung von grünem Strom, der zur Unzeit produziert wird, also keine Nutzer findet. Genau hier setzt die Lösung der UCLA-Forscher an, die deutlich billiger sein soll als bereits existierende. Die Experten wollten PEDOT so modifizieren, dass dieser große Mengen an elektrischer Ladung aufnehmen und speichern kann. Ziel seinen Supercaps, also Kondensatoren mit hoher Speicherkapazität.

Die Speicherkapazität müsste steigen, wenn PEDOT nicht als Folie, sondern als ein Büschel aus Langfasern vorliegt, so die Vermutung der Forscher. Diese haben die Experten mithilfe der chemischen Gasphasenabscheidung hergestellt. Dazu wird das Ausgangsmaterial, in diesem Fall PEDOT, erhitzt, sodass es verdampft. Die Moleküle setzen sich dann auf einer Unterlage aus Graphen ab. Je nach Prozessführung entstehen so Kristalle oder Fäden.

Vertikales Wachstum angestrebt

"Das vertikale Wachstum des Materials ermöglicht es uns, PEDOT-Elektroden herzustellen, die weitaus mehr Energie speichern als herkömmliches PEDOT. Elektrische Ladung wird auf der Oberfläche des Materials gespeichert, doch PEDOT-Filme haben nicht genug Oberfläche, um sehr viel Ladung zu speichern", so UCLA-Materialwissenschaftler Maher El-Kady.

Die daraus hergestellten Supercaps haben die Erwartungen der Entwickler erfüllt. Sie überstehen schadlos Zehntausende von Lade- und Entladezyklen und speichern Strom, anders als Batterien, die lange Aufladezeiten brauchen, sehr schnell. Auch geben sie ihn bei Bedarf schnell wieder ab. Das wird beispielsweise in der Elektromobilität genutzt, um Bremsenergie in Form von Strom zu speichern. Supercaps taugen außerdem zur Speicherung von grüner Energie zur Überbrückung von Stromlücken.

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