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Super-Stromkabel als Stromspeicher

 

So beeindruckend die Idee der Energiewende ja auch ist – an einer wichtigen Stelle hakt es: Wohin mit all dem wunderbaren Ökostrom, wenn es gerade keine Nachfrage gibt? Speichern wäre toll, klar. Aber wenn es um die Details geht, wird es kompliziert: Müssen wir den Ökostrom zum Speichern erst aufwändig ins Ausland schaffen? Wie bekommen wir ihn möglichst effizient in Batterien für Elektroautos?

Aus Florida kommt jetzt eine neue Idee. Ein Team der Universität in Orlando hat im Labor ein Stromkabel entwickelt, das nicht nur Strom transportiert, sondern ihn zugleich auch speichern soll.

Forscher Jayan Thomas © University of Central Florida
Forscher Jayan Thomas © University of Central Florida

Forscher rund um Jayan Thomas haben dafür ein Kupferkabel mithilfe von Nanotechnologie „aufgepimpt“. Auf der Oberfläche installierten sie ein feines Netz aus Kupferoxid- Kristallen als Hülle, die wiederum so besonders beschichtet sind, dass sie Energie speichern können. Vom Super-Kondensator, also einem besonders schnell zu be- und entladenem Akku, sprechen die Macher und werben dafür, dass ihre Anwendung besonders flexibel und langlebig sei. Für alle von Nanotechnologie begeisterten Leser empfehle ich die Titelgeschichte des Fachmagazins Advanced Materials, die sich mit dem Kabel beschäftigt und einen Artikel im Fachmagazin Nature.

Auch wenn Thomas und sein Team noch im Nano-Labor arbeiten und weit davon entfernt sind, ihre Idee in die Praxis umzusetzen: Schon jetzt sorgt das Superstromkabel für Furore in der Szene der Energiewissenschaftler. Denn wenn sich Strom im Kabel speichern lässt, dann muss er nicht mehr umständlich, wie etwa bei der power-to-gas-Technologie, umgewandelt werden und im Gasnetz gespeichert werden. Dann ließe er sich gleich in der Nähe der Solarzelle speichern. Thomas hat erst einmal kleinere Anwendungen im Visier, etwa Textilien mit Solarzellen, die gleich auch den Strom in ihren Fasern speichern können.

Und natürlich gibt es noch jede Menge ungeklärter Fragen. Gleichstrom oder Wechselstrom? Wie viel kostet das alles? Ist Kupfer das richtige Ausgangsmaterial oder funktioniert es auch mit anderen Materialien? Aber die Richtung ist klar: Das Stromnetz kann noch viel mehr als bislang gedacht.

25 Kommentare

  1.   aaaron

    Im Originalartikel ist eine Grafik enthalten, der man entnahmen kann, dass die Leistungsdichte dieses Speichers etwa 1 Watt pro Kubikzentimeter beträgt. Ist dieses Watt abgerufen, ist der Speicher leer. Allein eine Energiesparlampe benötigt 20 Watt, nicht nur mal kurzzeitig für ein schwaches Flackern, sondern dauerhaft. Diese Akkus werden das Speicherproblem für Strom aus Wind- oder Solaranlagen nicht einmal ansatzweise lösen können. Wenigstens diese Frage dürfte damit geklärt sein.


  2. Also wenn man Ultrakondensatoren als Kabel verwendet, geht das effizient nur mit Gleichstrom bei relativ niedriger Spannung … also das, was aus Solar- oder Brennstoffzellen rauskommt und was in Computer reingeht.
    Stromübertragung auf längere Entfernungen ist damit aber nicht effizient; dazu braucht’s Hochspannung und meistens auch Wechselstrom.

  3.   gleusch

    „Gleichstrom oder Wechselstrom“?

    Äh, wenn das Kondensatoren sind, kann nur „Gleichstrom“ gespeichert werden (wobei selbstverständlich nicht „Strom“ gespeichert wird, sondern „elektrische Energie“). Aber angesichts dessen, dass jedes popelige Handynetzteil Wechselstrom gleichrichten kann, und jede einfache Solaranlage Gleichstrom wechselrichten, können wir das wohl als gelöstes Problem betrachten. Nicht als „ungeklärte Frage“.

  4.   W_Stock

    Ach Frau Uken,

    wieder heiße Luft….
    Aktuell können Li-Ion-Akkus ca 300 Wh/l speichern, das beste Material laut der Veröffentlichung liegt bei gerade mal 1 Wh/l.

    Strom in Kleidung speichern, das war es dann wohl – mit all den Unzulänglichkeiten eines Kondensators.

    Die können übrigens nur Gleichstrom speichern.

  5.   wd

    Zitat: „Und natürlich gibt es noch jede Menge ungeklärter Fragen. Gleichstrom oder Wechselstrom?“
    Kondensatoren können nur Gleichstrom speichern!

  6.   Crest

    Wie ein Ertrinkender nach einem Strohhalm.

    Um es kurz zu machen: Fr. Uken möchte doch einmal ausrechnen (oder vielleicht besser ausrechnen lassen ;-)), wieviel Kabel nötig sein würde, um sagen wir mal dieselbe Speicherkapazität zu erhalten wie sie ein mittlerer Pumpspeichersee bereitstellt.

  7.   Karl63

    Also wenn man den Link öffnet, dann kommt in der Tat eine Grafik zum Vorschein die etwas zeigt, was hinsichtlich des Aufbaus irgendwo zwischen einem Koaxialkabel und einem Elektrolytkondensator (zu dieser Gruppe gehören die „Supercaps“) liegt. Letzteres bedeutet, dieses Bauteil hat eine vorgegebene Polarität und funktioniert somit nur mit Gleichstrom.
    Leider bleibt im Dunkeln, wo der praktische Nutzen liegt. Gewöhnliche Stromkabel sind heute so konzipiert, dass eine nutzbare Lebensdauer von einigen Jahrzehnten machbar ist – wogegen die Lebensdauer jediglicher Elektrolytkondensatoren kürzer ist.
    Eine gewisse Skepsis ist hinsichtlich solcher Hypothesen angebracht, dererlei Kabel könnten eines Tages als Speicher für regenerative Energien dienen – dafür ist das was augenblicklich an Kapazität machbar ist, einfach nicht ausreichend. Schließlich gilt es im Zweifelsfall einige Sonnenarme Tage zu überbrücken.


  8. Liebe Frau Uken,

    ich würde Ihnen einfach empfehlen, zukünftig über Themen zu schreiben, von denen sie wenigstens die rudimentärsten Grundlagen gelesen und verstanden haben. Elektrizität gehört definitiv nicht dazu. Ihre „offenen Fragen“ sollte eigentlich jeder Absolvent der 5. Klasse einer Realschule, der im Physikunterricht nicht unter einer Überdosis Ritalin stand, binnen Sekunden abschließend beantworten können – sonst war zumindest selbiger Physikunterricht wohl nicht nur kostenlos, sondern auch noch umsonst.


  9. Wenn ich die Zeilen in Wikipedia richtig verstehe, dann kann ein Kondensator ankommenden Wechselstrom speichern.

    „Eine typische Anwendung in der Leistungselektronik bilden Zwischenkreiskondensatoren in Schaltnetzteilen und Umrichtern. Hier übernimmt eine Schaltung (zum Beispiel Gleichrichter, Vierquadrantensteller) die Gleichrichtung von Wechselstrom, dieser Schaltungsteil agiert als Stromquelle. Ein zweiter Schaltungsteil agiert als Senke (zum Beispiel Wechselrichter). Der Zwischenkreiskondensator hat die Aufgabe, den pulsierenden Strom aus dem Gleichrichter aufzunehmen und dem Wechselrichter eine ausreichend konstante Spannung zuzuführen.“

    http://de.wikipedia.org/wiki/Kondensator_(Elektrotechnik)#Energie-_und_Ladungsspeicher

  10.   Kapla

    Da müssen schon produktionsreife Erfindungen her, die gleich 10 Mal besser sind als der Status Quo. Sonst wird das hier im Zeit-Kommentar-Bereich nichts! Und nebenbei wird der Technologie die Weiterentwicklung versagt. Ging bisher nicht, wird nie gehen, brauchen wir gleich gar nicht zu versuchen. Gut, das es welche gibt, die es wenigstens versuchen.

 

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