Forscher der Abteilung für Instrumentierung und angewandte Physik (IAP) am Indian Institute of Science (IISc) haben einen neuartigen Ultramikro-Superkondensator entwickelt, der eine enorme Menge an elektrischer Ladung speichern kann. Er ist zudem viel kompakter als bestehende Superkondensatoren.
In der aktuellen Studie, die in der Fachzeitschrift ACS Energy Letters veröffentlicht wurde, haben die Forscher ihren Superkondensator unter Verwendung von Feldeffekttransistoren (FETs) als Ladungssammler anstelle der Metallelektroden hergestellt, die in bestehenden Kondensatoren verwendet werden.
Die vom Forscherteam gebauten hybride FETs bestehen aus abwechselnden, nur wenige Atome dicken Schichten aus Molybdändisulfid (MoS2) und Graphen. So konnten sie die Elektronenbeweglichkeit gegenüber Metallelektroden deutlich erhöhen. Zwischen den beiden FET-Elektroden wird ein fester Gelelektrolyt verwendet, um einen Festkörper-Superkondensator zu erhalten. Die gesamte Struktur ist auf einer Siliziumdioxid/Silizium-Basis aufgebaut und mit bloßem Auge wegen der ihrer geringen Größe nicht erkennbar.
Nach der Herstellung des winzigen Superkondensators maßen die Forscher die elektrochemische Kapazität oder das Ladungshaltevermögen durch Anlegen verschiedener Spannungen. Sie stellten fest, dass sich die Kapazität unter bestimmten Bedingungen um 3.000 % erhöhte. Im Gegensatz dazu wies ein Kondensator, der nur MoS2 ohne Graphen enthielt, unter denselben Bedingungen nur eine um 18 % höhere Kapazität auf.
Für die Zukunft planen die Forscher zu untersuchen, ob durch die Verwendung von anderen Materialien anstelle von MoS2 die Kapazität des Superkondensators noch weiter erhöht werden kann.
Die Forscher betonen, dass ihr Superkondensator voll funktionsfähig ist und in Energiespeichervorrichtungen wie Batterien für Elektroautos oder in jedem miniaturisierten System durch On-Chip-Integration eingesetzt werden kann. Sie planen auch die Anmeldung eines Patents für den Superkondensator. (jr)
