Jaan Leis, Mati Arulepp und Anti Perkson (Estland) gewinnen den Europäischen Erfinderpreis 2022 in der Industriekategorie. Das Bild zeigt die Hybrid Award Ceremony am 21 Juni 2022.

Superkondensatoren der nächsten Generation

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Estnisches Team gewinnt Europäischen Erfinderpreis 2022: Die batterieähnlichen Geräte können schnell starke, kurze Energiestösse bereitstellen und sind frei von giftigen Materialien.

Das Europäische Patentamt (EPA) hat die estnischen Forscher Jaan Leis, Mati Arulepp und Anti Perkson mit dem Europäischen Erfinderpreis 2022 in der Kategorie „Industrie" ausgezeichnet. Ihre Erfindung verbessert die Effizienz von batterieähnlichen Geräten, welche als Superkondensatoren oder Ultrakondensatoren bekannt sind und Energie in Form von statischer Elektrizität speichern und in Sekundenschnelle auf- und wieder abladen können. Diese Technologie hat im Nu die Aufmerksamkeit der Verkehrs- und Stromnetzbranche auf sich gezogen.

„Technologische Innovationen weisen den Weg für den weltweiten Übergang zu einer umweltfreundlicheren Wirtschaft. Ich freue mich, heute die Errungenschaften von Jaan Leis, Mati Arulepp und Anti Perkson zu würdigen, deren Erfindungen der Industrie helfen, ihre Abhängigkeit von fossilen Brennstoffen zu verringern und im Kampf gegen den Klimawandel einen entscheidenden Schritt voranzugehen", sagt EPA-Präsident António Campinos.

Das estnische Team wurde bei der Verleihung des Europäischen Erfinderpreises 2022 geehrt, einer hybriden Veranstaltung, die von einem weltweiten Publikum online verfolgt wurde. Der Preis ist einer der renommiertesten Innovationspreise Europas und wird jährlich an herausragende Erfinder aus Europa und darüber hinaus verliehen, die einen aussergewöhnlichen Beitrag zur Gesellschaft, zum technischen Fortschritt und zum Wirtschaftswachstum geleistet haben.

Superkondensatoren mit Strom versorgen

Um sowohl die Leistung als auch die Energiedichte von Superkondensatoren zu verbessern, optimierten Leis, Arulepp und Perkson die Eigenschaften von gekrümmtem Graphen. Dabei handelt es sich um eine einzelne Schicht von Kohlenstoffatomen, die eine Form ähnlich einem zerknüllten Stück Papier annimmt, was zu einer grösseren Oberfläche auf der Elektrode und damit zu einer höheren Leistungsübertragungsdichte führt.

Leis und Perkson gründeten 2009 gemeinsam mit ihren Geschäftspartnern Skeleton Technologies, um ihre Forschung zu vermarkten und ihre gekrümmte Graphen-Technologie weiter zu verfeinern. Die vom gesamten Team optimierte Technologie verleiht ihren Superkondensatoren eine aussergewöhnliche Energiedichte und eine verbesserte elektrische Leitfähigkeit. Nach Angaben von Skeleton können ihre Superkondensatoren innerhalb von 15 Sekunden aufgeladen werden und halten über 1 Million Ladezyklen aus. Ihr gekrümmtes Graphen, das vollständig in Europa hergestellt wird, weist eine hohe chemische Reinheit auf und ist frei von toxischen Stoffen, wie Lithium oder Kobalt, die üblicherweise in anderen Batterie-/Kondensatortechnologien vorkommen. Dies gewährleistet Zuverlässigkeit und begrenzt die Umweltbelastung.

Superkondensatoren eignen sich gut für Anwendungen, die starke, kurze Energiestösse benötigen. Zudem können sie in Fahrzeugen eingesetzt werden, um die Energie beim Bremsen zu nutzen und sie für die Beschleunigung wiederzuverwenden oder sie können mit Batterien kombiniert werden, um ihre Einsatzmöglichkeiten zu erhöhen. Im Jahr 2018 begann Skeleton Technologies mit der Erprobung von mit Ultrakondensatoren betriebenen Strassenbahnen in drei deutschen Städten (Mannheim, Heidelberg und Ludwigshafen). Die Ultrakondensatoren führten laut dem Unternehmen zu einer Energieeinsparung von bis zu 30%.

Die Erfinder sagen, dass diese realen Anwendungen ihre Forschung vorantreiben. „Wir hatten schon immer diese Idee, wenn wir etwas im Labor entwickeln: Es muss einen echten Nutzen haben", sagte Jaan Leis. „Das ist ein grosser Unterschied zu wissenschaftlichen Artikeln - man findet immer etwas Neues, aber ist es auch auf das wirkliche Leben anwendbar?"

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