Masterarbeit zu Superkondensatoren: Beton als Stromspeicher

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Ein Fundament, die Hauswand oder die Straße als Stromspeicher? Die
Wissenschaft hat spannende Ideen für die Energiewende. Der Coburger
Student Simeon Ulm hat für seine Masterarbeit im Studiengang
Bauingenieurwesen einen Superkondensator mit Beton gebaut.

Dabei wurde mit
dem Massachusetts Institute of Technology (MIT) zusammengearbeitet.

„Stellen Sie sich vor“, sagt Prof. Dr. Markus Weber, der Simeon Ulms
Masterarbeit an der Coburger Fakultät Design betreut hat, „wir könnten
Beton nicht nur aus statischen Gründen nutzen, sondern zusätzlich als
riesigen Energiespeicher!“ Weber ist dankbar für die Zusammenarbeit mit
dem Massachusetts Institute of Technology (MIT) in Cambridge, USA, das
schon länger an einem revolutionären Superkondensator mit einem speziellen
Betongemisch forscht. Der deutsche Prof. Dr. Franz-Josef Ulm ist einer der
Forscher, die am MIT für das Projekt zuständig sind – er ist außerdem der
Onkel der Coburger Masteranden Simeon Ulm und hat diesen für die Idee des
Superkondensators begeistert. Jetzt legen die Wissenschaftler beim
Praxistest am Campus Design Gleichstrom an den kleinen Superkondensator
an, den Simeon Ulm gebaut hat.

Strom ohne Batterien speichern

Kondensatoren werden heute auf vielfältige Weise eingesetzt. Wie eine
Batterie oder ein Akku ist ein Kondensator ein Stromspeicher. Die
Technologie dahinter funktioniert aber völlig anders: Batterien liefern
Strom durch chemische Umwandlungsprozesse. Ein Kondensator nutzt
stattdessen Elektrostatik: Im Inneren befinden sich zwei elektrisch
leitende Platten, die durch ein isolierendes Material voneinander getrennt
sind. Wird eine Spannung angelegt, sammeln sich positiv geladene Ionen an
der einen, negativ geladene Ionen an der anderen Platte. Zwischen den
Platten entsteht ein elektrisches Feld. Hier wird Energie gespeichert.
Superkondensatoren sind eine spezielle Variante, bei der die Kapazität
durch ein Elektrolyt erhöht wird, denn Kondensatoren haben im Vergleich zu
Akkus und Batterien einen großen Nachteil: Sie speichern nicht besonders
viel Energie. Dafür haben sie sonst ziemlich viele Vorteile: geringe
Kosten, keine bedenklichen Chemikalien, fast unbegrenzte Lebensdauer und
sehr kurze Ladezeiten. Das Handy könnte so in Sekunden laden. Ein E-Auto
in Minuten.
Die Speicherkapazität hängt maßgeblich von dem Volumen der leitenden
Platten ab, und der spezielle Beton könnte sich dafür sehr gut eignen. Mit
dem gespeicherten Strom bringt der Coburger Superkondensator ein kleines,
rotes Licht zum Leuchten und die Forscher freuen sich: Der Coburger
EC3-Superkondensator mit Beton funktioniert.
Das MIT arbeitet an deutlich größeren Exemplaren. Prof. Ulm vom MIT sieht
großes Potenzial in der Technologie und Prof. Weber möchte mit weiteren
Forschenden der Hochschule Coburg in Kooperation mit dem MIT die Arbeit an
diesem Thema ausbauen und so die Energiewende weiter voranbringen.

Spannende Themen studieren

Prof. Dr. Markus Weber forscht und lehrt an der Hochschule Coburg unter
anderem zu Baustoffkunde und -Chemie, nachhaltigem Bauen sowie
ressourceneffizientem Planen und Bauen. Er leitet den Bachelorstudiengang
Allgemeines Bauingenieurwesen. Die Studiengänge an der Fakultät Design
starten wieder nächstes Jahr im Wintersemester. Einige zukunftsträchtige
Fächer beginnen an der Hochschule Coburg auch zum Sommersemester – und da
ist es auch schon möglich, in ein Orientierungssemester zu starten.
Weitere Informationen unter www.hs-coburg.de/studieren/