Superkondensator

Superkondensatoren(englischSupercapacitors,kurzSupercapsoderSC^[1]^[2]^[3]), auchUltrakondensatorengenannt, sind elektrochemischeKondensatoren(englischelectrochemical capacitors) und als solche eine Weiterentwicklung derDoppelschichtkondensatoren(englischelectric double-layer capacitor,EDLC).

Im Vergleich zuAkkumulatorengleichen Gewichts weisen Superkondensatoren nur etwa 10 % von derenEnergiedichteauf, allerdings ist ihreLeistungsdichteetwa zehn- bis hundertmal so groß. Superkondensatoren können deshalb sehr viel schneller ge- und entladen werden. Sie überstehen außerdem sehr viel mehr Schaltzyklen als Akkumulatoren und eignen sich deshalb als deren Ersatz oder Ergänzung, wenn eine große Schaltbeanspruchung gefordert wird.

Das Einsatzgebiet von Superkondensatoren reicht von der Bereitstellung kleinster Ströme zum Datenerhalt vonstatischen Speichern(SRAM) in elektronischen Geräten bis in den Bereich derLeistungselektronik,so zum Beispiel als Speicher elektrischer Energie imKERS-System von Formel-1-Rennwagen, inCitroën-Fahrzeugen mit e-HDI Motor zur Unterstützung der Start-Stop Automatik (Microhybrid) oder bei derNutzbremsungin Fahrzeugen wieBussenundBahnen.

Technik

Supercaps besitzen im Unterschied zuKeramik-,Folien-undElektrolytkondensatorenkeinDielektrikumim herkömmlichen Sinne. DieKapazitätswertedieser Kondensatoren ergeben sich aus der Summe zweier Speicherprinzipien:

Statische Speicherung elektrischer Energie durch Ladungstrennung inHelmholtz-Doppelschichten^[4]in einerDoppelschichtkapazität.
Elektrochemische Speicherung elektrischer Energie durchfaradayschen Ladungstauschmit Hilfe vonRedoxreaktionen^[5]in einerPseudokapazität.

Doppelschicht- und Pseudokapazität summieren sich in allen elektrochemischen Kondensatoren zu einer Gesamtkapazität. Sie haben jedoch, je nach Ausführung derElektroden,einen stark unterschiedlichen Anteil an der Gesamtkapazität. Die Pseudokapazität einer dafür geeigneten Elektrode kann beispielsweise bei gleicher Oberfläche hundertmal so groß sein wie die Doppelschichtkapazität.^[1]

Familie der Superkondensatoren

Superkondensatoren

Doppelschichtkondensatoren
(elektrostatisch,
Helmholtz-Schicht)
Doppelschichtkapazität

Pseudokondensatoren
(elektrochemisch,
Faradaysch)
Pseudokapazität

Hybridkondensatoren
(Elektrostatisch und elektrochemisch, Faradaysch)
Doppelschicht- plus Pseudokapazität

Superkondensatoren gliedern sich, bedingt durch die Ausführung ihrer Elektroden, in drei unterschiedliche Kondensatorfamilien:

DoppelschichtkondensatorenbesitzenKohlenstoffelektrodenoder deren Derivate mit einer sehr hohen statischen Doppelschichtkapazität. Der Anteil der faradayschen Pseudokapazität an der Gesamtkapazität ist nur gering.
Pseudokondensatorenbesitzen Elektroden aus Metalloxiden oder aus leitfähigen Polymeren und haben einen sehr hohen Anteil faradayscher Pseudokapazität.
Hybridkondensatorenbesitzen asymmetrische Elektroden, eine mit einer hohen Doppelschicht-, die zweite mit einer hohen Pseudokapazität. Zu den Hybridkondensatoren gehören dieLithium-Ionen-Kondensatoren.^[6]^[2]^[3]

In Superkondensatoren ist der Elektrolyt die leitfähige Verbindung zwischen zwei Elektroden. Das unterscheidet sie von Elektrolytkondensatoren, bei denen der Elektrolyt dieKathodeist und somit die zweite Elektrode bildet.

Superkondensatoren gehören als Industrieprodukte zu denpassiven elektronischen Bauelementenund überbrücken die Lücke zwischenKondensatorenundAkkumulatoren.Sie haben unter den Kondensatoren die höchsten Kapazitätswerte pro Bauelement, die mit bis zu 10 000 F/1,2 V etwa 10 000-fach größer sind als die von Elektrolytkondensatoren.^[7]

Superkondensatoren sind gepolte Bauelemente, die nur mit korrekterPolaritätbetrieben werden dürfen. Die Polarität ist bei asymmetrischen Elektroden konstruktiv bedingt, bei symmetrischen Elektroden entsteht sie durch eineSpannungsbeaufschlagungwährend der Fertigung.

Geschichte

Entwicklung der wissenschaftlichen Grundlagen

Zur Entwicklung der wissenschaftlichen Grundlagen sieheElektrochemische Doppelschicht

Entwicklung elektrochemischer Kondensatoren

In den frühen 1950er Jahren experimentierten Ingenieure beiGeneral Electric(GE) mit Geräten fürBrennstoffzellenund neuartigenAkkumulatoren,die mit hochporösen Kohlenstoffelektroden versehen waren. Aktivkohle ist einerseits ein elektrischer Leiter, besitzt andererseits aber auch mit seiner schwammartigen Struktur eine äußerst große Oberfläche und ist deswegen ideal für Elektroden aller Art verwendbar. Mit solchen Elektroden entwickelte H. I. Becker bei GE in Unkenntnis des wirklichen kapazitiven Prinzips einen „Niederspannungs-Elektrolytkondensator mit porösen Kohlenstoffelektroden “, der 1957 patentiert wurde.^[8]Becker glaubte, dass die elektrische Ladung seines neuen hochkapazitiven Kondensators in den Poren des Kohlenstoffs gespeichert wird, ähnlich wie in den Poren aufgerauter Aluminium-Anodenfolien vonElektrolytkondensatoren.In dem Patent wurde daher sinngemäß zum Speicherprinzip geschrieben: „Es ist nicht genau bekannt, was im Bauelement stattfindet, wenn es als Energiespeicher benutzt wird, aber es führt zu einer außerordentlich hohen Kapazität. “^[9]^[10]

Auch in dem neun Jahre später eingereichten Patent von 1966, eines „Energiespeicher-Apparates “von R. A. Rightmire^[11]angemeldet fürStandard Oil of Ohio(SOHIO), wo an experimentellen Brennstoffzellen geforscht wurde, wurde die wahre Natur der elektrochemischen Energiespeicherung nicht benannt. Noch 1970 wurde im Patent von Donald L. Boos ein elektrochemischer Kondensator als Elektrolytkondensator mit Aktivkohle-Elektroden^[12]angemeldet.

Aufgrund geringer Verkaufszahlen gab SOHIO 1971 das Produkt auf und lizenzierte die Technik anNEC.Inzwischen hatte sich in der Literatur für diese Kondensatoren der Begriff „Doppelschichtkondensator “etabliert. NEC erkannte die großen kommerziellen Möglichkeiten, die sich durch hohe spezifische Kapazität dieser Kondensatoren ergaben, und vermarktete sie unter dem Begriff „Supercapacitor “. Weitere Hersteller folgten ab dem Ende der 1970er Jahre; aus Gründen des Marketings jeweils mit ihren eigenen Handelsnamen. 1978 brachtePanasonicseine„Goldcaps “^[13] und 1987 ELNA seine„DynaCap “^[14]genannten EDLCs auf den Markt. Diesen Produkten gemeinsam war ein relativ hoher Innenwiderstand, der zwar den Entladestrom begrenzte, der jedoch für den Strombedarf inPufferbatterienfürSRAMzum Datenerhalt o. ä. hinreichend klein genug war. Damit erzielten diese Doppelschichtkondensatoren ihre ersten größeren Erfolge.^[15]In den 1980er Jahren wurden an den Materialien der Kondensatoren deutliche Verbesserungen durchgeführt. Mit neuen Elektrodenmaterialien konnten höhere Kapazitätswerte pro Bauvolumen erreicht werden, durch leitfähigere Elektrolyte wurde der interne Widerstand verringert, so dass die Lade-Entlade-Ströme erhöht werden konnten. Zusammen mit einer Reduzierung der Kosten entwickelten sich daraus die Superkondensatoren für Leistungsanwendungen. Der erste Superkondensator mit niedrigem Innenwiderstand für Leistungsanwendungen wurde 1982 für militärische Anwendungen durch dasPinnacle Research Institute(PRI) entwickelt und unter dem Namen „PRI Ultracapacitor “am Markt etabliert. Im Jahre 1992 übernahmen die Maxwell Laboratories diese Entwicklung, ein 1965 als Auftragnehmer der US-Regierung gegründetes Unternehmen, das heute (2018) unter dem NamenMaxwell Technologiesbekannt ist. Die aus der Entwicklung von PRI hervorgegangenen „BoostCaps “^[3]wurden als „Ultrakondensatoren “vermarktet und waren die ersten elektrochemischen Kondensatoren für Leistungsanwendungen.

Zwischen 1975 und 1980 betrieb Brian Evans Conway Grundlagenforschung über Redox-Prozesse mit pseudokapazitivem Verhalten andotierten Ruthenium(IV)-oxid-Elektroden. Er beschrieb 1991 den elektrochemischen Unterschied zwischen Kondensatoren und Akkumulatoren (From Supercapacitor to „Battery “) und prägte 1999 den Begriff „Superkondensator “(englischSupercapacitor).^[16]^[1]Conway war damit maßgeblich an der Entwicklung von Pseudokondensatoren beteiligt.

Da der Energieinhalt eines Kondensators mit dem Quadrat der Spannung ansteigt, wurde nach einer Möglichkeit gesucht, die Spannungsfestigkeit elektrochemischer Kondensatoren zu erhöhen. Das gelang 1994 David A. Evans mit seinen „Elektrolytischen-Elektrochemischen Hybrid-Kondensatoren “.^[17]^[18]In diesen für 200 V ausgelegten Kondensatoren wurde eine Anode aus einemTantal-Elektrolytkondensatorverwendet. Die Oxidschicht auf der Tantal-Anode ergab die hohe Spannungsfestigkeit, mit der der Energieinhalt dieses Superkondensators bei gleicher Baugröße etwa fünfmal so hoch wie ein vergleichbarer Tantal-Elektrolytkondensator wurde. Diese Hybridkondensatoren von Evans,^[19]die später auch unter dem Begriff „Capattery“bekannt wurden, zeichnen sich aus durch eine Kombination einer pseudokapazitiven Metalloxidelektrode (Ruthenium(IV)-oxid) mit einer formierten Anode eines herkömmlichen Elektrolytkondensators, deren jeweilige Oxidschicht (Tantalpentoxid,Aluminiumoxid) die hohe Spannungsfestigkeit ergibt.^[20]Diese Kondensatoren sind allerdings recht teuer, so dass sie bislang nur in sehr speziellen militärischen Anwendungen eingesetzt werden.

Die Kopplung einer Elektrode mit hoher Pseudokapazität mit einer weiteren Elektrode mit hoher Doppelschichtkapazität, die „Hybridkondensatoren “genannt werden, brachte Mitte der 2000er Jahre eine weitere Verbesserung bei den Superkondensatoren, sowohl bei der spezifischen Kapazität undEnergiedichteals auch bei der Strombelastbarkeit undLeistungsdichte.Das sind dieLithium-Ionen-Kondensatoren,die ihre höhere Energiedichte durch eine höhere mögliche Spannung erreichen. Sie wurden 2007 durch FDK auf den Markt gebracht.^[21]

Grundlagen

Prinzipieller Aufbau

Elektrochemische Kondensatoren (Superkondensatoren) bestehen im Prinzip aus zweiElektroden,die durch einen elektrisch durchlässigen Separator mechanisch voneinander getrennt, aber durch einen Elektrolyten elektrisch miteinander verbunden sind.^[22]Durch Anlegen einer Spannung an den Kondensator bildet sich an beiden Elektroden je eineHelmholtz-Doppelschichtaus, in denen sich je eine Lage positiver und negativer Ionen in spiegelbildlicher Anordnung bildet.

Kapazitätsverteilung

Die beiden Elektroden eines Superkondensators bilden eine Serienschaltung zweier Einzelkondensatoren $C_{1}$ und $C_{2}$ .Die Gesamtkapazität $C_{\text{gesamt}}$ ergibt sich dann aus

C_{\text{gesamt}}={\frac {1}{{\frac {1}{C_{1}}}+{\frac {1}{C_{2}}}}}={\frac {C_{1}\,C_{2}}{C_{1}+C_{2}}}

Superkondensatoren können mit symmetrischen oder asymmetrischen Elektroden aufgebaut sein. Bei symmetrischen Elektroden haben beide Elektroden den gleichen Kapazitätswert: Wenn $C_{1}=C_{2}$ ,ist $C_{\text{gesamt}}=0,5\cdot C_{1}$ .Die Kapazität des Kondensators entspricht dem halben Wert jeder Elektrode.

Bei asymmetrischen Elektroden hat eine Elektrode einen deutlich höheren Kapazitätswert als die andere: Wenn $C_{1}\gg C_{2}$ ,ist $C_{\text{gesamt}}\approx C_{2}$ .Die Kapazität eines solchen Superkondensators entspricht also dem Wert der Elektrode mit der niedrigeren Kapazität.

Speicherarten

Elektrochemische Kondensatoren besitzen im Gegensatz zu den o. g. konventionellen statischen Kondensatoren kein Dielektrikum im herkömmlichen Sinne. Die elektrische Energie wird auf zwei Elektroden in den jeweiligenDoppelschichtengespeichert. DieKapazitätswertedieser Kondensatoren ergeben sich aus der Summe zweier neuer hochkapazitiver Speicherprinzipien, die sich aus dem chemisch-physikalischen Verhalten der Doppelschichten ergeben. Das sind die Speicherprinzipien der

statischen Speicherung elektrischer Energie in einerDoppelschichtkapazitätdurch Ladungstrennung in den Doppelschichten.^[4]
elektrochemischen Speicherung elektrischer Energie in einerPseudokapazitätdurchfaradayschen Ladungstauschmit Hilfe vonRedoxreaktionen^[5]

Doppelschicht- und Pseudokapazität summieren sich in allen elektrochemischen Kondensatoren untrennbar zu einer Gesamtkapazität. Beide Speicherarten sind nur messtechnisch voneinander zu unterscheiden. Sie haben jedoch, je nach Ausführung der Elektroden, einen stark unterschiedlichen Anteil an der Gesamtkapazität.

Statische Doppelschichtkapazität

Entstehung einer Doppelschichtkapazität zwischen Anionen an der Oberfläche der Elektrode und den gelöstensolvatisiertenKationen im Elektrolyten

Jeder elektrochemische Kondensator hat zwei Elektroden, mechanisch getrennt durch einen Separator, die elektrisch über den Elektrolyten miteinander verbunden sind. Der Elektrolyt ist eine Mischung aus positiven und negativen Ionen in einem Lösungsmittel, zum Beispiel Wasser. An jeder der beiden Elektroden gibt es einen Bereich, in dem die Flüssigkeit (Elektrolyt) die metallisch leitende Oberfläche der Elektrode berührt. In dieser Grenzschicht (Phasengrenze) tritt ein ganz besonderes Phänomen auf, derDoppelschichteffekt.

An dieserPhasengrenzeentstehen nach dem Anlegen einerSpannungzweiionisierteSchichten. Eine Schicht Ionen befindet sich im atomaren Oberflächenbereich der metallisch leitenden Elektrode. Die zweite Schicht ausdissoziiertenundsolvatisiertenIonen entgegengesetzterPolaritätbefindet sich im anliegenden Bereich des flüssigen Elektrolyten. Diese beiden Schichten, die „Doppelschicht “,^[4]ionisierter elektrischer Ladungen werden getrennt durch einemolekulareLage aus polaren Molekülen des Elektrolyt-Lösungsmittels,d. h. bei wässrigen Elektrolyten ausWassermolekülen.Sie haften durchAdsorptionfest an der Oberfläche der Elektrode und wirken elektrisch trennend, ähnlich wie das Dielektrikum in einem konventionellen Kondensator. DieseLadungstrennungin der Doppelschicht durch die molekulare Lage der Lösungsmittelmoleküle bewirkt eine statische Speicherungelektrischer Energiein einemelektrischen Feld.

Aufbau und Funktionsweise eines idealen Doppelschichtkondensators. Beim Anlegen einer Spannung bildet sich an den Elektroden jeweils eine Helmholtz-Doppelschicht mit spiegelbildlicher Ladungsverteilung aus

Die Ladungsverteilung an der einen Elektrode findet sich spiegelbildlich an der zweiten Elektrode des Kondensators wieder.

Die Anzahl der Ionen, die aus dem Elektrolyten kommend sich durch Anreicherung in einer Doppelschicht ansammeln kann, ist abhängig von der Konzentration der Ionen im Elektrolyten und der Oberfläche der Elektrode. Sie ist bis zu einem Grenzwert, der sog.Zersetzungsspannungdes Elektrolyten, linear abhängig von der angelegten Spannung. Steigt die Spannung über die Zersetzungsspannung des Elektrolyten hinaus (siehe auchElektrolyse), dann bricht die trennende Wirkung der Helmholtz-Doppelschicht zusammen und es entsteht ein Kurzschluss.

Die Helmholtz-Doppelschicht wirkt wie ein Plattenkondensator mit dem Abstand der Dicke eines Lösungsmittelmoleküls. Die Kapazität berechnet sich nach der Formel desPlattenkondensators.

C=\varepsilon _{0}\varepsilon _{\mathrm {r} }{\frac {A}{d}}

Das bedeutet, die Kapazität $C$ eines Kondensators ist umso größer, je größer die Elektrodenfläche $A$ und diePermittivität $\varepsilon$ ist und je dünner dasDielektrikum $d$ ist. Die hoch-aufgeraute sehr große Oberfläche der Elektroden dieser Kondensatoren und die äußerst dünne innere Helmholtz-Schicht in der Größenordnung von einigen Nanometern bewirken zusammen die sehr große Doppelschichtkapazität.^[2]^[3]

Elektrochemische Pseudokapazität

Prinzipdarstellung des gemeinsamen Auftretens einer Doppelschichtkapazität und einer Pseudokapazität in einem elektrochemischen Kondensator

In einer Helmholtz-Doppelschicht können bei bestimmten Strukturen oder Materialien einige Ionen aus dem Elektrolyten die trennende Schicht aus Lösungsmittelmolekülen überwinden und direkt mit der Oberfläche der Elektrode in Kontakt kommen. Bei der damit verbundenen chemischen Reaktion geben sie ein Elektron an die Elektrode ab, es entsteht eine Pseudokapazität, ohne dass dabei einechemische Verbindungentsteht.

EinePseudokapazitätspeichertelektrische Energiemit Hilfe von reversiblenRedoxreaktionenan dafür geeignetenElektrodeneinem elektrochemischen Kondensator mit einerHelmholtz-Doppelschicht.^[4]Die Redoxreaktionen sind verbunden mit einemfaradayschen Ladungstauschaus denIonenim Elektrolyten an die metallisch leitenden Ionen in der Elektrode. Dabei ist jeweils nur ein Elektron aus einemdesolvatiertenundadsorbiertenIon beteiligt. Das adsorbierte Ion geht keinechemische Bindungmit der Elektrode ein. Es findet nur einElektronentransferstatt.^[1]^[2]^[23]

Eine Pseudokapazität tritt immer nur zusammen mit einerDoppelschichtkapazitätauf. Sie summieren sich in allen elektrochemischen Kondensatoren untrennbar zu einerGesamtkapazität.^[23]

In einemCyclovoltammogrammzeigt sich die Pseudokapazität durch einen geschwungenen Kurvenverlauf

Die Fähigkeit von Kondensatorelektroden, Redoxreaktionen für eine Pseudokapazität zu bewerkstelligen, hängt sehr stark von der Beschaffenheit und der Struktur des Elektrodenmaterials ab. Elektrodenmaterialien, die pseudokapazitive Eigenschaften aufweisen, sind z. B.MetalloxidevonÜbergangsmetallen,die die zum Teil durchDotierungin das Elektrodenmaterial eingebracht oder mit Hilfe einerInterkalationeingefügt werden. Auch leitfähigePolymerewiePolyanilinoder Derivate vonPolythiophen,die auf die Strukturen vonKohlenstoffelektrodenaufgebracht sind, eignen sich für Pseudokondensatoren. Aber auch Kohlenstoffelektroden können eine Pseudokapazität aufweisen.^[24]Der Anteil an pseudokapazitiven Reaktionen an Kohlenstoffelektroden kann auch durch maßgeschneiderte Porengrößen deutlich gesteigert werden.^[25]

Wie bei Doppelschichtelektroden ergibt sich das Speichervermögen von Pseudokondensatorelektroden aus dempotentialabhängigenBedeckungsgrad der Elektrodenoberfläche mit adsorbierten Ionen. Da bei allen pseudokapazitiv wirksamen Reaktionen die Ionen desolvatisiert sind, d. h. keine die Lösungsmittelmoleküle kugelförmig umhüllende Schicht aufweisen, sind sie deutlich kleiner als die solvatisierten Ionen, die zur Doppelschichtkapazität beitragen. Deshalb benötigen sie entsprechend weniger Elektrodenoberfläche. Die Pseudokapazität einer dafür geeigneten Elektrode kann beispielsweise bei gleicher Oberfläche der Elektrode um den Faktor 100 größer sein als die Doppelschichtkapazität.^[1]^[23]^[26]^[25]^[27]

DieLadungsmengeder in einer Pseudokapazität gespeicherten Energie verhält sich linear zur anliegendenSpannung.Die Einheit der Pseudokapazität istFarad.

Potentialverlauf

Funktionsweise eines Superkondensators, die Kapazitäts- und Spannungsverteilung im Kondensator und sein Gleichstrom-Ersatzschaltbild

InKeramikkondensatorenundKunststoff-Folienkondensatorenwird die elektrische Energie in einem Dielektrikum zwischen den Elektrodenstatischimelektrischen Feldgespeichert. Das Potential eines aufgeladenen Kondensators fällt intern über das Dielektrikum linear zwischen den Elektroden ab. Das gilt auch fürElektrolytkondensatorenmit der dünnen Anoden-Oxidschicht als Dielektrikum. Da jedoch der Elektrolyt als Kathode des Kondensators mit einem Widerstand behaftet sein kann, wird sich bei Elkos mit flüssigem Elektrolyten noch ein kleiner Spannungsabfall über diesen internen Widerstand (ESR) bis zurKathodenfolieergeben. Bei „Elkos “mitPolymer-Elektrolytenist dieser Spannungsabfall jedoch vernachlässigbar.

Superkondensatoren verhalten sich im Lade-Entladeverhalten wie konventionelle Kondensatoren. Sie unterscheiden sich damit deutlich von Akkumulatoren.

Das Potential am Superkondensator verteilt sich auf beide Elektroden, der interne Spannungsabfall verläuft symmetrisch über die beiden Doppelschichten, sofern die Elektroden symmetrisch sind. Der Widerstand des Elektrolyten, der leitfähigen Verbindung zwischen den Elektroden, bewirkt im internen Potentialverlauf jedoch noch einen kleinen Spannungsabfall zwischen den Elektroden.

Der Spannungsverlauf an den Anschlüssen beim Laden und Entladen von konventionellen Kondensatoren mit herkömmlichen Dielektrika und auch von Superkondensatoren, verhält sich linear proportional zur gespeicherten elektrischen Ladung. Dieser lineare Spannungsverlauf unterscheidet Kondensatoren grundsätzlich von Akkumulatoren, deren Spannung an den Anschlüssen, unabhängig vom Ladezustand, weitgehend konstant bleibt.

Familienzuordnung

Familie der Superkondensatoren

Superkondensatoren

Doppelschichtkondensatoren
(elektrostatisch,
Helmholtz-Schicht)

Pseudokondensatoren
(elektrochemisch,
Faradaysch)

Aktivkohle-
elektroden

Nanoröhrchen-
elektroden

Aerogel-
elektroden

Polymer-
elektroden

Metalloxid-
elektroden

Hybridkondensatoren
(Elektrostatisch und elektrochemisch, Faradaysch)

Komposit-
elektroden

Asymmetrische
Elektroden

Batterie-
elektroden

Die Kapazität von Superkondensatoren ergibt sich aus der Summe ihrer Doppelschicht- und Pseudokapazität. Der jeweilige Anteil der jeweiligen Speicherart an der Gesamtkapazität der Kondensatoren ist unterschiedlich und ergibt sich aus dem Material und der Struktur der Elektroden. Daraus ergeben sich drei unterschiedliche Kondensatorfamilien:

Doppelschichtkondensatorenmit Elektroden aus Aktivkohle oder deren Derivaten, bei denen der Anteil der statischen Doppelschichtkapazität deutlich überwiegt und der Anteil an faradayscher Pseudokapazität sehr gering ist.
Pseudokondensatorenmit Elektroden aus speziellen Materialien mit überwiegender Pseudokapazität und sehr viel geringerem Anteil an Doppelschichtkapazität.
Hybridkondensatorensind überwiegend asymmetrisch aufgebaut und besitzen eine Elektrode mit einer hohen Doppelschicht- und eine zweite mit einer hohen Pseudokapazität. Zu den Hybridkondensatoren gehören dieLithium-Ionen-Kondensatoren.

In einem herkömmlichen Doppelschichtkondensator wird angenommen, dass der Anteil an Pseudokapazität nur etwa 1 bis 5 % beträgt. Bei einem Pseudokondensator und einem Hybridkondensator ist der Anteil an elektrochemischer Pseudokapazität deutlich größer als 5 %.

In den Datenblättern der Hersteller von Superkondensatoren werden Konstruktionsmerkmale von Elektroden oder die Zuordnung des jeweiligen Produktes zu einer dieser genannten Familien nur selten erwähnt.

Aufbau von Superkondensatoren

Konstruktionsmerkmale

Konstruktionsmerkmale von Superkondensatoren
Schematischer Aufbau eines gewickelten Superkondensators
1. Anschlüsse, 2. Sicherheitsventil,
3. Abdichtscheibe, 4. Becher, 5. Positive Elektrode mit: 6. Separator, 7., 8., 9. doppelseitige Elektrode mit zentralem Kollektor, 10. Negative Elektrode
Schematischer Aufbau eines Superkondensators mit gestapelten Elektroden
1. positive Elektrode, 2. negative Elektrode,
3. Separator

Superkondensatoren besitzen zunächst zwei Metallfolien, die Kollektoren, die die Verbindungen für den elektrischen Strom von den Anschlüssen des Kondensators zu den Elektroden schaffen. Die Kollektoren sind jeweils mit der Elektrode beschichtet. Bei Doppelschichtkondensatoren ist das eine etwa 100 bis 500 µm dicke Schicht aus Aktivkohle, die elektrochemisch zu einer schwammartigen Struktur geätzt wird, so dass sich die Oberfläche gegenüber einer glatten Oberfläche etwa um den Faktor 100 000 vergrößert. Die beiden jetzt großflächigen Elektroden werden durch einen porösen, elektrisch durchlässigenSeparatormechanisch voneinander getrennt, um sie gegen eine direkte Berührung, die einen Kurzschluss verursachen könnte, zu schützen. Dieser Aufbau, gewickelt oder in mehreren Lagen geschichtet, wird in ein Gehäuse eingebaut und mit einem flüssigen Elektrolyten imprägniert. Der Elektrolyt, einIonenleiter,dringt in die Poren der Elektroden ein und bildet über den Separator hinweg eine leitfähige Verbindung zwischen den Elektroden. Das Gehäuse wird anschließend mehr oder weniger hermetisch verschlossen und mit den äußeren Anschlüssen versehen. Es entsteht ein Kondensator mit einerKapazitätimFarad-Bereich.

Bauformen

Unterschiedliche Bauformen von Superkondensatoren
Flache Bauform eines Superkondensators für mobile Geräte
Typische leiterplattenbestückbare 5-V-„Knopf “-Kondensatoren für den Datenerhalt mit zwei seriellen Zellen in einem Gehäuse
Radiale Bauformen (Lithium-Ionen-Kondensatoren) für Leiterplattenmontage
Radiale und axiale Bauformen von 3 F bis 3400 F, mit Schraub-, Löt- und Schweißanschlüssen

Materialien von Superkondensatoren

Die Eigenschaften von Superkondensatoren werden durch das Zusammenspiel der verwendeten Materialien bestimmt. Die Kombination von Elektrodenmaterial und der Art des Elektrolyten bestimmt die Funktionalität sowie die thermischen und elektrischen Eigenschaften der Kondensatoren. Darüber hinaus wird die Unterscheidung der drei Familien der Superkondensatoren durch die Art der verwendeten Elektroden bestimmt.

Elektroden

Elektrodenfür Superkondensatoren müssen elektrischleitfähigsein und sich sowohl elektrisch als auch mechanisch gut mit dem Kollektor kontaktieren lassen. Generell sollten sie zur Erzielung einer möglichst großen Kapazität eine möglichst große Oberfläche bei kleinstem Volumen oder Gewicht haben, denn Elektrodenoberfläche bestimmt in erster Line die Größe des Kapazitätswertes. Außerdem sollten die Elektroden gegenüber dem Elektrolyten chemischinertundkorrosionsbeständigsein sowie eine hohe Temperaturstabilität besitzen. Weitere geforderte Eigenschaften für Elektroden sind Umweltverträglichkeit und geringer Preis.

Elektroden dieser Art werden typischerweise aus speziell behandelten Kohlenstoffen in seinen unterschiedlichen Erscheinungsformen wie z. B.Aktivkohlehergestellt. DiesesporöseMaterial hat eine schwammartige Struktur, deren innere Oberfläche sich zu einer großen Gesamtoberfläche summiert. Elektroden für eine hohe Pseudokapazität bestehen aus speziell dafür geeigneten Materialien wie Übergangsmetalloxiden oder leitfähigen Polymeren. Auch „maßgeschneiderte “Porengrößen im Elektrodenmaterial führen zu pseudokapazitiven Reaktionen.

DiePorengrößevon Elektroden bestimmt außerdem die Strombelastbarkeit der Superkondensatoren. Sehr kleine Poren haben einen höheren Innenwiderstand mit geringerer Strombelastbarkeit zur Folge, führen aber zu einem höheren Kapazitätswert. Größere Poren gewährleisten einen kleineren Innenwiderstand und somit eine höhere Strombelastbarkeit, haben jedoch einen kleineren Kapazitätswert zur Folge.

Elektroden mit großer Doppelschichtkapazität

Elektroden aus Kohlenstoff weisen eine sehr hohe statische Doppelschichtkapazität auf. Der Anteil an Pseudokapazität an solchen Elektroden ist meist recht gering. Der faradaysche Ladungstausch findet nur an den kantigen Strukturbereichen oder in zufällig vorhandenen Nanoporen mit entsprechender Größe statt. Allerdings kann bei neuen Kohlenstoffmaterialien mit maßgeschneiderten Porengrößen der Anteil an Pseudokapazität stark ansteigen, so dass dann eine eindeutige Zuordnung zu einer Doppelschicht- oder Pseudokapazität nicht mehr gegeben werden kann.

Das am häufigsten verwendete Elektrodenmaterial für Superkondensatoren ist Kohlenstoff in seinen verschiedenen Erscheinungsformen, wie Aktivkohle (AC), Aktivkohlefaser (AFC), Carbid-abgeleiteter Kohlenstoff (CDC), Kohlenstoff-Aerogel, Graphit (Graphen) und Kohlenstoffnanoröhren (CNTs).^[23]^[26]^[27]^[28]

Aktivkohle

Das Elektrodenmaterial in den ersten Doppelschichtkondensatoren bestand aus industriell hergestellterAktivkohle(englischactivated carbon (AC)). Aktivkohle hat entlang der Kristallebenen des Kohlenstoffs eine elektrischeLeitfähigkeitvon 1250 bis 3000 S/m, das ist nur etwa 0,003 % einer metallischen Leitfähigkeit, aber das ist gut genug für die Verwendung als Elektrodenmaterial von Superkondensatoren.^[2]^[3]

Aktivkohle bildet eine extrem poröse, offenporige Elektrode mit schwammartiger Struktur, die, bezogen auf das Volumen eine extrem große spezifische Oberfläche von etwa 1000 bis 3000 m² pro Gramm hat.^[26]Das ist in etwa die Fläche von 4 bis 12 Tennisplätzen oder mit einem anderen Vergleich, 2,5 g Aktivkohle hat eine Oberfläche von ungefähr der Fläche eines Fußballfeldes. Die Dicke der Elektrode beträgt oft nur wenige 100 µm. Eine Elektrode aus Aktivkohle mit einer Oberfläche von etwa 1000 m²/g ergibt eine typische Doppelschichtkapazität von etwa 10 μF/cm² beziehungsweise eine spezifische Kapazität von 100 F/g.

Aktivkohle ist sehr preiswert herzustellen, ungiftig, chemischinertundkorrosionsbeständig.Sie enthält keine die Umwelt schädigenden Stoffe und kann außerdem aus preisgünstigen natürlichen Ausgangsstoffen hergestellt werden.^[29]Ab 2010 verwenden praktisch alle kommerziellen Superkondensatoren Aktivkohle in Pulverform, die umweltfreundlich aus Kokosnussschalen hergestellt wird.^[30]

Nachteil von Elektroden aus Aktivkohle ist, dass im Gegensatz zu Elektroden aus Nanoröhren nur weniger als ein Drittel der Fläche für die Bildung einer Doppelschichtkapazität zur Verfügung steht.^[31]Höhere Oberflächenausnutzung mit anderen Kohlenstoffmaterialien sind möglich, allerdings sind diese mit höheren Kosten verbunden.

Elektroden aus Aktivkohle weisen überwiegend eine statische Doppelschichtkapazität auf. Allerdings sind spezielle Kohlen mit Porendurchmessern im Bereich von < 2 nm nur zugänglich für de-solvatisierte Ionen und sind deshalb auch pseudokapazitiv wirksam.^[23]

Aktivkohlefaser

REM-Aufnahme von Kohlenstoff-Nanofasern mit Faserbündelstruktur. Oberfläche etwa 1500 m²/g

Aktivkohle kann zuKohlenstofffasern(englischactivated fiber carbon(AFC)) verarbeitet werden, die einen typischen Durchmesser von etwa 10 µm haben. Die Fasern können für flexible Elektroden zu einem Gewebe versponnen werden. Ein spezielles Gewebe kann kontrolliert mit Mikroporen mit einem Durchmesser von < 2 nm hergestellt werden. Mit solch einem Gewebe entstehen Elektrodenoberflächen von etwa 2500 m²/g. Vorteile der Elektroden aus Aktivkohlefasergewebe sind neben der hohen spezifischen Kapazität die gute Leitfähigkeit entlang der Faserachse und der gute elektrische Kontakt zum Kollektor.^[26]

Nachteilig der kleinen Porengröße ist die Erhöhung des Leitungswiderstandes im Elektrolyten, wodurch dieLeistungsdichtegeringer wird.^[27]^[22]

AFC-Elektroden weisen zwar überwiegend eine hohe Doppelschichtkapazität auf, können aber wegen der maßgeschneiderten Porengröße auch einen signifikanten Anteil an Pseudokapazität haben.

Kohlenstoff-Aerogel

Kohlenstoff-Aerogelist einsynthetisches,sehr hoch poröses und ultraleichtes Material aus einem organischenGel,in dem die flüssige Komponente des Gels durchPyrolysemit einemGasersetzt wurde. Aerogele werden auch „gefrorener Rauch “genannt.

Kohlenstoff-Aerogel-Elektroden werden mit derPyrolysevonResorcin-Formaldehydhergestellt.^[32]^[33]

Kohlenstoff-Aerogel hat eine bessere elektrische Leitfähigkeit als Aktivkohle. Es ermöglicht dünne und mechanisch stabile Elektroden mit einer Höhe im Bereich von mehreren hundert Mikrometern mit einheitlicher Porengröße. Durch die hohe mechanische Stabilität kann Kohlenstoff-Aerogel als Elektrodenmaterial für Superkondensatoren mit hoher Vibrationsfestigkeit verwendet werden.

In Forschungslaboren sind Elektroden aus Kohlenstoff-Aerogelen entwickelt worden, die eine große Oberfläche von 400 bis 1200 m²/sup>/g mit einer spezifischen Kapazität von 104 F/cm³ aufweisen. Diese Elektroden haben sowohl eine sehr hohe Energiedichte von 90 Wh/kg als auch eine große Leistungsdichte mit 20 W/g.^[34]^[35]

2013 wurde einGraphen-Aerogelmit einer Dichte von nur 0,16 mg/cm³ entwickelt.^[36]

Aerogel-Elektroden für Superkondensatoren können auch beschichtet oder dotiert werden, sind dann also dem Bereich der Kompositelektroden zuzuordnen.^[37]

Carbid-abgeleitete Kohlenstoffe

Verteilung der Porengrößen verschiedener Carbid-abgeleiteter Kohlenstoffe

Carbid-abgeleitete Kohlenstoffe (englischcarbide-derived carbons (CDC)), auch „abstimmbare nanoporöse Kohlenstoffe “(englischtunable nanoporous carbons) genannt, bestehen aus einer Anzahl von Stoffen, die aus Carbiden wie z. B.SiliciumcarbidundTitancarbiddurchthermische Zersetzungoder durch chemischeHalogenierungin reinen Kohlenstoff umgewandelt wurden.^[38]^[39]

Elektroden aus CDC besitzen große Oberflächen mit maßgeschneiderten Porengrößen. Sie können mit Porengrößen im Bereich vonMikroporenbis Mesoporen hergestellt werden. Poren mit Porendurchmessern von < 2 nm erhöhen die Pseudokapazität der Elektrode deutlich, weil de-solvatisierte Ionen, die in die kleinen Poren der CDC-Elektrode eindringen können, sehr viel kleiner als Ionen mit ihrer Solvatisationshülle sind, wodurch die Packungsdichte der interkalierten Ionen ansteigt, die durch faradayschen Ladungstausch die Pseudokapazität generieren. Diese CDC-Elektroden haben eine um 75 % höhere Energiedichte als herkömmliche Elektroden aus Aktivkohle.

2013 wurden diese Elektroden in Superkondensatoren mit der Kapazität von 4000 F und einer Energiedichte von 8,3 Wh/kg verwendet. Sie erreichten eine Zyklusfestigkeit von 1 Million Lade-Entlade-Zyklen.^[40]

Graphen

Graphenbesteht aus einem zweidimensionalenhexagonalen(honigwabenförmigen) Gitter aus Kohlenstoffatomen. Mehrere Lagen Graphen übereinander ergeben Graphit. Graphen kann als ultradünne Schicht ähnlichPapierhergestellt werden.^[41]^[42]

Graphen hat eine hohe Leitfähigkeit von > 1700 S/m und besitzt eine sehr große gravimetrische Oberfläche von 2630 m²/g, mit der theoretisch Superkondensatoren mit einer Kapazität von 550 F/g hergestellt werden können.^[43]

Eine Entwicklung im Jahre 2012 nutzt die gute Leitfähigkeit der flächigen Graphenschicht direkt als Elektrode ohne Kollektor eines extrem flachen Superkondensators für portable Anwendungen.^[44]

Graphenschichten können gekrümmt und so zerknüllt gepackt werden, dass zwischen den Schichten Mesoporen gebildet werden und sie nicht, ähnlich wie Graphit, flächig übereinanderliegen. Die Poren sind relativ groß und somit für die Ladungsträger leicht zugänglich, wodurch ein sehr schnelles Laden/Entladen möglich ist. Damit könnten Superkondensatoren mit Graphenelektroden für 100/120 Hz-Filter-Anwendungen gebaut werden, eine Anwendung, die bisher nicht für Superkondensatoren erreichbar war.^[45]

Superkondensatoren mit Graphen-Elektroden erreichten in einer Entwicklung die recht hohe spezifische Energiedichte von 85,6 Wh/kg bei Raumtemperatur.^[46]^[47]^[48]

Graphen konnte im Jahre 2013 als Labormuster in verschiedenen Laboren hergestellt werden, ist aber noch nicht in großen Mengen verfügbar.

Kohlenstoffnanoröhren

Kohlenstoffnanoröhren(englischcarbon nanotubes, (CNT)) sind zu zylindrischen Nanoröhren umgeformte Graphenschichten. Es gibt einwandige Nanoröhren (englischsingle wall nano tubes, (SWNT)) und mehrwandige Nanoröhren (englischcarbon nanotubes, (CNT)), bei denen mehrere einwandige Nanoröhren koaxial ineinander verschachtelt angeordnet sind. Die Durchmesser der SWNTs können variieren und liegen im Bereich der Mikroporen bis Mesoporen mit Werten zwischen 1 und 3 nm. Die Nanoröhren können direkt auf ein Substrat aufwachsen, das als Kollektor dienen kann, z. B. auf einem Siliziumwafer, wodurch die gute elektrische Leitfähigkeit des Kohlenstoffs in Achsrichtung zur Erhöhung der Leistungsdichte führt.

Verglichen mit der theoretisch maximalen Elektrodenoberfläche von Aktivkohle (3000 m²/sup>/g) besitzen CNT-Elektroden nur eine moderate Oberfläche von etwa 1315 m²/g. Wegen der besseren Benetzbarkeit haben CNT-Elektroden dennoch eine höhere Kapazität als Aktivkohle-Elektroden, z. B. 102 F/g für MWNT- und 180 F/g für SWNT-Elektroden.^[49]Es wird erwartet, dass Superkondensatoren mit CNT-Elektroden eine Energiedichte von 21 Wh/kg bei der Nennspannung von 2,7 V erreichen werden.^[50]^[51]^[52]^[53]

Ähnlich wie bei CDC-Elektroden kann die Porengröße von Matten aus einwandigen oder mehrwandigen Nanoröhren präzise an die Ionendurchmesser aus dem Elektrolyten angepasst werden, um den Anteil an Pseudokapazität zu erhöhen.^[54]Allerdings verursacht die wiederholteInterkalationwährend der Lade- und Entladevorgänge eine Volumenänderung, die die mechanische Stabilität der Poren verringert, so dass die Zyklusfestigkeit von Superkondensatoren mit CNT-Elektroden noch begrenzt ist. Die Forschung ist dabei, dieses Verhalten zu verbessern.^[55]^[56]

Elektroden mit Kohlenstoffnanoröhren eignen sich gut für besonders flache Bauformen; die typische mechanische Höhe einer Nanoröhrenelektrode ist ca. 20 bis 100 µm.^[57]

2013 war die Herstellung von SWNTs deutlich kostenintensiver als die vom MWNTs. Auch fand eine Massenfertigung von Superkondensatoren mit CNT-Elektroden damals nicht statt.

Elektroden mit großer Pseudokapazität

Elektroden ausOxidenvonÜbergangsmetallenoder ausleitfähigen Polymerenhaben die Eigenschaft, neben einer Doppelschichtkapazität auch vermehrt Redoxreaktionen verbunden mit faradayschem Ladungstausch hervorrufen zu können. Sie sind die Voraussetzung für Pseudokondensatoren, das sind Superkondensatoren mit überwiegender Pseudokapazität.

Übergangsmetalloxide

Am besten erforscht und verstanden durch die Untersuchungen von B. E. Conway sind dieÜbergangsmetalloxide,die als Elektroden eine hohe Pseudokapazität bewirken können. Viele Oxide von Übergangsmetallen sind In der Lage, Redox-Reaktionen mit faradayschem Ladungstransfer zu bewerkstelligen. Dazu gehören die Oxide vonRuthenium(RuO₂),Iridium(chem|IrO₂),Eisen(Fe₃O₄),Mangan(MnO₂). Aber auch Schwefelverbindungen wie z. B.Titansulfide(TiS₂) oder deren Kombinationen sind in der Lage Pseudokapazitäten zu bilden.^[58]

Ruthenium(IV)-oxidin Kombination mitSchwefelsäureH₂SO₄als Elektrolyt bietet eines der besten Beispiele für die Pseudokapazität. Diese Kombination hat eine etwa zehnfach höhere spezifische Kapazität von 720 F/g, eine etwa fünffach höhere gravimetrische Energiedichte von 26,7 Wh/kg verglichen mit Elektroden aus Aktivkohle.^[59]

Weitere Vorteile dieser Elektroden sind die gute elektrische Leitfähigkeit sowie die hohe Zyklusfestigkeit von mehr als einer Million Zyklen. Wegen des recht hohen Preises werden solche Pseudokondensatoren jedoch nur für militärische Anwendungen hergestellt.^[60]

Elektroden aus weniger teuren Oxiden wurden vielfältig untersucht, am meisten Elektroden ausMangandioxid(MnO₂). Bisher (2013) wurde jedoch keine dieser untersuchten Elektroden kommerziell in Superkondensatoren eingesetzt.^[61]

Leitfähige Polymere

Ein anderes Elektrodenmaterial mit hoher Pseudokapazität sindleitfähige Polymerewie beispielsweisePolypyrrol,Polyanilin,PentacenoderPolythiophen.Diese Elektroden sind preiswert und führen aufgrund der zusätzlichen Pseudokapazität zu der deutlich höheren spezifischen Kapazität von etwa 450 F/g.^[62]

Die mit leitfähigem Polymer hergestellten Elektroden sind allerdings empfindlich gegen Überspannungen. Bei zu hohen Spannungen oxidieren diese Materialien und werden dadurch dauerhaft zerstört.^[63]

Pseudokondensatoren weisen außerdem aufgrund chemischer Instabilitäten bei ihren elektrochemischen Reaktionen eine verringerte Zyklusfestigkeit von etwa 10⁴bis 10⁵Zyklen gegenüber Doppelschichtkondensatoren von etwa 10⁶Zyklen auf.^[64]Jedoch sind sie damit immer noch deutlich zyklusfester als Akkumulatoren.

Elektroden für Hybridkondensatoren

Alle am Markt erfolgreichen Hybrid-Superkondensatoren sindasymmetrischaufgebaut. Sie verbinden die statische elektrische Energiespeicherung in einer Doppelschichtkapazität mit einer faradayschen Energiespeicherung durch Ladungstausch durch Kopplung einer Doppelschicht-Elektrode mit einer Elektrode mit hoher Pseudokapazität. In Hybridkondensatoren gibt die Elektrode für die Pseudokapazität eine hohe Energiedichte, während die Doppelschichtelektrode eine hohe Leistungsdichte erbringt.

Der asymmetrische Aufbau von Hybridkondensatoren kombiniert zwei Elektroden mit unterschiedlicher Kapazität. Deshalb verteilt sich die Gesamtkapazität des Kondensators entsprechend der jeweiligen Einzelkapazität seiner Elektroden nach der Formel der Serienschaltung zweier Kondensatoren, siehe#Kapazitätsverteilung.Damit kann sich die Kapazität des asymmetrischen Hybridkondensators gegenüber einem symmetrischen Doppelschichtkondensator verdoppeln.

Die pseudokapazitiven Elektroden haben zwar generell eine höhere Kapazität und kleinere interne Widerstande, jedoch ist ihre Spannungsfestigkeit und vor allem bei Elektroden aus leitfähigen Polymeren ihre Zyklusfestigkeit geringer als die von Doppelschichtelektroden. Der asymmetrische Aufbau der Hybridkondensatoren lindert diese Nachteile und schafft die Voraussetzung für höhere Energie- und Leistungsdichte sowie für eine bessere Zyklusfestigkeit.

In Hybridkondensatoren werden überwiegend Kompositelektroden oder Elektroden aus dem Bereich der Akkumulatoren eingesetzt, die asymmetrische Kopplung einer Doppelschicht- und einer reinen Pseudoelektrode gehört mehr in den Bereich der Forschung.

Kompositelektroden

Kompositelektroden bestehen aus dem Basismaterial Kohlenstoff, das mit pseudokapazitiv aktivem Material beschichtet ist,^[65]oder in deren atomares Gefüge pseudokapazitiv aktives Material eingefügt ist. Diese Kombination verleiht der Elektrode sowohl eine hohe Doppelschichtkapazität als auch eine hohe Pseudokapazität. Die sich daraus ergebende Gesamtkapazität ist deutlich höher als bei einem reinen Doppelschichtkondensator.

Der Anteil an Pseudokapazität bei Kompositelektroden kann durch maßgeschneiderte Porengröße und die damit verbundene Interkalation desolvatisierter Ionen noch erhöht werden. Besonders vielversprechend sind Neuentwicklungen mit Kohlenstoffnanoröhren. CNTs mitPolypyrrol-Einlagerungen oder Beschichtungen erreichen eine sehr gute Benetzbarkeit mit dem Elektrolyten und eine gleichmäßige dreidimensionale Verteilung der elektrischen Ladung. Darüber hinaus hat die Struktur beschichteter Kohlenstoffnanoröhren gezeigt, dass die mechanischen Beanspruchungen durch die faradayschen Lade- und Entladevorgänge geringer als bei reinen redoxaktiven Polymer-Elektroden ausfallen, wodurch eine größere Zyklenstabilität erreicht wird.^[66]

Kompositelektroden können jedoch auch mit einem pseudokapazitiv aktiven Materialdotiertwerden. Das erfolgt in Entwicklungen von CNT-Kompositelektroden, die beispielsweise Übergangsmetalloxide wie RuO₂,IrO₂,MnO₂oderNitridevonMolybdän,TitanundEisenals pseudokapazitiv aktives Material verwenden. Solche Kompositelektroden erreichen spezifische Kapazitätswerte im Bereich von 150 bis 250 μF/cm².^[67]

Bereits im Handel sind Hybridkondensatoren mit Kompositelektroden, die mitLithium-Ionen dotiert sind. In diesen Elektroden werden die relativ kleinen Lithium-Atome im Kohlenstoff zwischen den Ebenen „eingelagert “, es entsteht eineInterkalationsverbindung(z. B.LixnC).^[68]die zu einer großen Pseudokapazität führt. Mit dieser Dotierung wird bei diesenLithium-Ionen-Kondensatoreneine Vorspannung der Elektrode erzeugt, die die Nennspannung des Kondensators auf 3,8 bis 4 V anhebt. Die höhere Spannung bewirkt die deutlich höhere Energiedichte der Li-Ionen-Kondensatoren gegenüber Standard-Superkondensatoren.^[15]

Batterie-Elektroden

Die Entwicklung von Elektroden neuartiger Akkumulatoren, hier aufgrund einer umgangssprachlichen Verallgemeinerung „Batterie-Elektroden “genannt, hat einen großen Einfluss auf die Elektroden von Superkondensatoren.

Die Entwicklung des Lithium-Ionen-Akkus mit Kohlenstoffelektroden 1985 durchAkira Yoshinobeispielsweise hatte zur Folge, dass im Bereich der Superkondensatoren ebenfalls Elektroden entwickelt wurden, die mit Lithium-Ionen dotiert waren. Daraus entstanden dann dieLithium-Ionen-Kondensatoren.Aus den einstmaligen Batterie-Elektroden wurden Elektroden für Superkondensatoren, die dann aber in die Definition der Kompositelektroden fallen.

Elektrolyt

DerElektrolytin Superkondensatoren, die elektrisch leitfähige Verbindung beider Elektroden, bestimmt das Spannungsfenster, in dem der Kondensator betrieben werden kann, seinen Temperaturbereich, den Innenwiderstand (ESR) und über seine Stabilität auch das Langzeitverhalten des Kondensators.

Ein Elektrolyt besteht immer aus einem Lösungsmittel mit gelösten Chemikalien, die in positiveKationenund negativeAnionen dissoziierenund dadurch seine Leitfähigkeit bewirken. Je mehr Ionen der Elektrolyt enthält, desto besser ist seine Leitfähigkeit. Der Elektrolyt muss in die porige, schwammartige oder vernetzte Struktur der Elektroden eindringen können, seineViskositätmuss klein genug sein, um die Elektrodenoberfläche voll benetzen zu können. Er muss außerdem chemischinertsein und darf die Materialien des Kondensators chemisch nicht angreifen. Aus dem Bereich der Anwendungen kommen dann die anderen Anforderungen an den Elektrolyten, der gewünschte Temperaturbereich und die geforderte Spannungsfestigkeit. Einen idealen Elektrolyten gibt es nicht, die Eigenschaften eines Elektrolyten sind immer ein Kompromiss aus Leistungsvermögen und Anforderungsprofil.

Der Elektrolyt hat außerdem Einfluss auf die Kapazität einer Elektrode. Bei gleichem Elektrodenmaterial aus Aktivkohle wird beispielsweise mit einem wasserhaltigen Elektrolyten eine Kapazität von 160 F/g erreicht. Mit einem Elektrolyt, der auf einem organischen Lösungsmittel beruht, wird jedoch nur eine Kapazität von 100 F/g erreicht.^[27]

Wasserist ein relativ gutesLösungsmittelfüranorganische Chemikalien.MitSäurenwieSchwefelsäure(H₂SO₄),AlkalienwieKaliumhydroxid(KOH) oderSalzen,wie quartärePhosphoniumsalze,Natriumperchlorat(NaClO₄),Lithiumperchlorat(LiClO₄) oderLithiumhexafluoridoarsenat(LiAsF₆) versetzt, können relativ hoheLeitfähigkeitswertevon etwa 100 bis 1000 mS/cm erreicht werden. Preiswerte wasserhaltige Elektrolyte weisen allerdings geringe Spannungsfestigkeiten von ca. 0,5 V pro Elektrode (ca. 1,0 V pro Kondensator)^[69]auf und sind in ihrem Betriebstemperaturbereich gerade bei tiefen Temperaturen begrenzt. Jüngere Ergebnisse zeigen, dass mit neutralen wässrigen Elektrolyten auch Betriebsspannungen bis zu 1,6 V möglich sind.^[70]Wasserhaltige Elektrolytsysteme werden überwiegend in Superkondensatoren mit geringerEnergiedichte,aber hoherLeistungsdichteeingesetzt.

Elektrolyte mitorganischenLösungsmitteln wieAcetonitril,Propylencarbonat,Tetrahydrofuran,Diethylcarbonat,γ-Butyrolactonund Lösungen mit quaternärenAmmoniumsalzenoder Alkylammoniumsalzen wie z. B.Tetraethylammoniumtetrafluoroborat(N(Et)₄BF₄) oderTriethyl(methyl)ammoniumtetrafluoroborat(NMe(Et)₃BF₄) sind teurer als wässrige Elektrolyte, haben aber eine höhere Spannungsfestigkeit von typisch 1,35 V pro Elektrode (2,7 V pro Kondensator) und einen höheren Temperaturbereich. Ihre Leitfähigkeit von etwa 10 bis 60 mS/cm führt zwar zu einer geringeren Leistungsdichte, da jedoch die Energiedichte mit dem Quadrat der Spannung ansteigt, haben Superkondensatoren mit organischen Lösungsmittelelektrolyten eine etwas höhere Energiedichte als EDLCs mit wässrigen Elektrolyten.^[71]

Verschiedene alternative Elektrolyte werden erforscht, die ein größeres Spannungsfenster zulassen, um so die Energiedichte des gesamten Superkondensators zu erhöhen.Ionische Flüssigkeiten,superkonzentrierte Elektrolyte undleitfähige Polymeresind die wichtigsten Ansatzpunkte der Forschung.^[72]Zudem werden neueLeitsalzewiePyr₁₄TFSIoder Et₄NTFSI eingesetzt, um die thermische Stabilität der Superkondensatoren zu erhöhen.^[73]

Separatoren

Separatoren sollen die beiden Elektroden mechanisch voneinander trennen, um einen Kurzschluss zu verhindern. Sie können sehr dünn sein (wenige hundertstel Millimeter)^[74]und müssen sehr porös sein, um möglichst wenig zum Innenwiderstand (ESR) des Kondensators beizutragen. Außerdem müssen sie chemisch inert sein, um den Einfluss auf die Langzeitstabilität und die Leitfähigkeit des Elektrolyten gering zu halten. Preiswerte Lösungen verwenden offene Kondensatorpapiere als Separatoren, professionelle Superkondensatoren verwenden poröse Kunststofffolien, Glasfasergewebe oder poröse Keramikgewebe als Separatoren.^[6]

Kollektoren und Gehäuse

Die Kollektoren (Stromsammler) dienen dem elektrischen Kontaktieren des Elektrodenmaterials und verbinden diese mit den Anschlüssen des Kondensators. Sie müssen eine gute Leitfähigkeit besitzen, immerhin sollen Spitzenströme von bis zu 100 A problemlos auf die Kondensatorzelle verteilt bzw. von ihr abgenommen werden. Sofern das Gehäuse wie üblich aus einem Metall besteht, sollten Kollektoren und Gehäuse aus demselben Material bestehen, meist Aluminium, weil sich sonst in Anwesenheit eines Elektrolyten eine galvanische Zelle bilden würde, die zuKorrosionführen könnte. Die Kollektoren werden entweder in einem Sprühverfahren auf die Elektroden aufgesprüht oder bestehen aus einer Metallfolie, auf der die Elektrode angebracht ist.

Elektrische Eigenschaften

Kapazität

Die Kapazität von Superkondensatoren ergibt sich aus der Reihenschaltung der beiden KapazitätenC₁undC₂(an den Elektroden), siehe#Kapazitätsverteilung.

Einfluss der Porenstruktur auf die Kapazität

Das elektrische Feld in der porigen Struktur der Elektroden

Ersatzschaltbild eines Superkondensators mit einer Kaskade von vierRC-Gliedern

Die Beweglichkeit derLadungsträgerim Elektrolyten ist begrenzt. In der porigen Struktur der Elektroden müssen sie unterschiedlich lange Wege durchlaufen. Im ersten Bereich der Pore sind sie schneller am Ort ihrer Bestimmung als am Ende einer Pore. Die in die Poren eindringenden Ionen erhöhen nach und nach die Kapazität, dabei muss der fließende Strom einen immer größer werdenden Leitungswiderstand überwinden. Beim Ausschalten des Kondensators erfolgt der gleiche zeitliche Verlauf in entgegengesetzter Richtung.

Die kapazitiven Eigenschaften, die sich daraus ergeben, lassen sich elektrisch recht gut mit einer Reihenschaltung hintereinandergeschalteterRC-Gliederbeschreiben. Um also die gesamte Kapazität des Kondensators messen zu können, müssen alle Einzelkapazitäten über die seriellen RC-Zeitkonstanten zusammengefasst werden. Somit wird der Gesamtwert der Kapazität eines Superkondensators nur mit einer Messung erfassbar, die das zeitliche Verhalten der Ionenbeladung mit erfasst und somit sehr zeitaufwendig ist. Zum Vergleich der Messergebnisse muss solch eine Messung genormt sein.

Nennkapazitäts-Messbedingungen

Messbedingungen zur Messung der Gleichspannungskapazität von Superkondensatoren

Die Kapazität handelsüblicher Superkondensatoren wird in den Datenblättern alsNennkapazität C_N(englischRated capacitanceC_R) spezifiziert. Das ist der Kapazitätswert, für den der Kondensator gefertigt ist. Der Nennkapazitätswert ist mit einer Toleranz, meist 20 %, versehen und muss innerhalb dieses Toleranzbereiches liegen. Die typischen Kapazitätswerte von Superkondensatoren liegen imFarad(F)-Bereich.

Die Kapazität von Superkondensatoren kann wegen des stark zeitabhängigen Ladeverhaltens nicht mit einer Wechselspannung gemessen werden, wie es bei konventionellen Kondensatoren der Fall ist. Sie wird deshalb aus dem EnergieinhaltWeines mit der LadespannungU_Ladegeladenen Kondensators ermittelt:

W={\frac {1}{2}}\cdot C_{\text{geladen}}\cdot U_{\text{geladen}}^{2}

Dazu wird der Kondensator zunächst mit einerKonstantstromquelleauf seine Nennspannung geladen. Danach wird er 30 Minuten auf diesem Spannungswert gehalten und dann mit einem definierten EntladestromI_Entladeentladen, wobei die Zeit ermittelt wird, die vergeht, in der die Spannung von 80 % auf 40 % der Nennspannung abfällt, siehe Bild rechts.

Der Wert des Entladestromes richtet sich nach der Applikation, für die die Superkondensatoren vorgesehen werden. Die Norm IEC 62391-1 definiert hier vier Klassen:

Klasse 1, Erhalt von Speichern, Entladestrom in mA = 1·C (F)
Klasse 2, Energiespeicherung, Entladestrom in mA = 0,4·C (F)·U (V)
Klasse 3, Leistungsanwendungen, Entladestrom in mA = 4·C (F)·U (V)
Klasse 4, Momentanleistung, Entladestrom in mA = 40·C (F)·U (V)

Die KapazitätCergibt sich dann aus der Formel:

C_{\text{gesamt}}=I_{\text{Entlade}}\cdot {\frac {t_{2}-t_{1}}{U_{1}-U_{2}}}

Die so ermittelte Kapazität wird auch „Gleichspannungskapazität “genannt.

Die Messverfahren, die von den einzelnen Herstellern spezifiziert werden, stimmen weitgehend mit dem nach den IEC-Normen 62391-1 und −2 überein.^[75]^[76]

Frequenzabhängigkeit der Kapazität

Abhängigkeit der Kapazität eines 50-F-Superkondensators von der Messfrequenz

Das genormte Messverfahren zur Messung der Kapazität ist sehr zeitaufwendig. In der industriellen Produktion können Superkondensatoren mit diesen Verfahren nicht überprüft werden. Die spezifizierte Nennkapazität wird deshalb mit einem sehr viel schnelleren Messverfahren mit einer kleinen Messfrequenz als Wechselspannungskapazität gemessen und mit Hilfe eines Korrelationsfaktors berechnet. Allerdings ist die Kapazität eines Superkondensators sehr stark frequenzabhängig. Schon bei einer Messfrequenz von 10 Hz fällt der Messwert auf nur etwa 20 % des Gleichspannungswertes ab. Der Korrelationsfaktor kann deshalb nur mit sehr viel Erfahrung und durch Vergleiche festgelegt werden.

Die starke Zeitabhängigkeit der Kapazität, bedingt durch die begrenzteLadungsträgerbeweglichkeit,hat in der Praxis zur Folge, dass in vielen Anwendungen, besonders bei hohen Spitzenstrombelastungen, der Nennkapazitätswert des Kondensators der Schaltung nicht zur Verfügung steht. Um den in der Anwendung benötigten Kapazitätswert zu berechnen, hat sich für Anwendungen mit hoher Strombelastung als sinnvoll herausgestellt, von der benötigten EnergieW_Anwendungauszugehen und dann den SpannungsabfallΔUam Kondensator praxisgerecht abzuschätzen, beispielsweise als Spannungsabfall von0,9 U_Rauf0,4 U_R.Dann errechnet sich die benötigte Kapazität mit:

C={\frac {2W_{\text{Anwendung}}}{(0{,}9U_{R})^{2}-(0{,}4U_{R})^{2}}}

Spannungsfestigkeit

Dieser 1-F-Kondensator mit der Nennspannung 5,5 V besteht aus zwei in Reihe geschalteten Kondensatorzellen

Superkondensatoren arbeiten mit sehr niedrigen Betriebsspannungen im Bereich von nur einigen Volt. Weil schon geringe Überspannungen den Kondensator irreparabel schädigen können, ist die Einhaltung der in den Datenblättern spezifizierten Spannung von großer Bedeutung. Diese Spannung ist dieNennspannungU_N(englischRated voltage U_R). Sie ist die maximale Gleichspannung oder Spitzenwert der Impulsspannung, die dauernd innerhalb des spezifizierten Temperaturbereiches am Kondensator anliegen darf.

Die Nennspannung ist so spezifiziert, dass sie einen Sicherheitsabstand gegenüber der chemisch bedingtenZersetzungsspannungdes Elektrolyts aufweist. Die Zersetzungsspannung ist die Spannung, bei der die Moleküle des Elektrolyt-Lösungsmittels zerbrechen.Wasserzersetzt sich dann inWasserstoffundSauerstoff.Das Überschreiten der Zersetzungsspannung führt zur Gasbildung und kann zur Zerstörung des Kondensators führen.

Standard-Superkondensatoren mit wasserhaltigen Elektrolyten werden üblicherweise mit Nennspannungswerten von 2,1 bis 2,3 V spezifiziert, Kondensatoren mit Lösungsmittelelektrolyten mit Nennspannungen von 2,5 bis 2,7 V. Bei einigen Hybridkondensatoren wie z. B.Lithium-Ionen-Kondensatorenmitdotierter Anodewird eine Spannungsfestigkeit von 3,8 bis 4 V erreicht, wobei jedoch, bedingt durch die Dotierung, eine untere Spannungsgrenze von etwa 2,2 V nicht unterschritten werden darf.

Die Nennspannung von Superkondensatoren ist in der Regel kleiner als die erforderliche Betriebsspannung in der Anwendung. Um die erforderliche Betriebsspannung zu erzielen, müssen Superkondensatoren in Reihe geschaltet werden. Da sich die einzelnen Kondensatoren in ihren Eigenschaften, z. B. beim ESR-Wert, leicht unterscheiden, müssen sie mit einer aktiven oder passiven Symmetrierungausbalanciertwerden. Passive Symmetrierung kann mit Widerständen erfolgen, bei aktiver Symmetrierung sorgt eine elektronische Steuerschaltung für die gleichmäßige Verteilung der Kondensatorspannungen.

Innenwiderstand

Das Laden oder Entladen eines Superkondensators ist verbunden mit einer Polarisierung der Ionen im Elektrolyten und einer Bewegung der Ladungsträger durch den Separator hindurch bis tief in die Poren der Elektroden hinein. Bei dieser Bewegung der Ionen im Elektrolyten treten Verluste auf, die alsInnenwiderstanddes Kondensators gemessen werden können. Der Innenwiderstand hängt stark von der Zusammensetzung des Elektrolyten ab und ist baureihen- und herstellerspezifisch.

Mit dem elektrischen Modell seriell geschalteterRC-Glieder,sieheKapazität,lässt sich dabei leicht erklären, dass der Innenwiderstand von Superkondensatoren mit zunehmender Eindringtiefe der Ladungsträger in die Poren der Elektroden zeitverzögert zunimmt. Da die Ladungsträgerbeweglichkeit begrenzt ist, ist nicht nur die Kapazität, sondern auch der Innenwiderstand zeitabhängig und damit auch stark frequenzabhängig.

Der wirksame Innenwiderstand eines Superkondensators, der InnenwiderstandR_i,mitunter auchESR_DCgenannt, wird über den SpannungsabfallΔU₂,der sich aus dem Schnittpunkt der Verlängerung des graden Abschnitts der Entladespannung mit der Entladekurve zum Zeitpunkt des Entladebeginns ergibt, nach folgender Formel berechnet:

R_{i}={\frac {\Delta U_{2}}{I_{\text{Entlade}}}}

Als Entladestrom für die Messung des Innenwiderstandes gilt der Strom nach der Klasseneinteilung gemäß IEC 62391-1, siehe#Kapazität.Der so ermittelte Wert ist ein Gleichstromwiderstand.

Der Gleichstromwiderstand darf nicht verwechselt werden mit demESRoder auchESR_AC(englischEquivalent Series Resistance, ESR). DerESRist einWechselstromwiderstand,der mit 1 kHz, vereinzelt auch mit 100 Hz, gemessen wird und einen deutlich kleineren Widerstandswert aufweisen kann. Da die Messung mit einem kleinen Wechselstrom deutlich schneller durchgeführt werden kann, dient sie in den Endmessungen nach der Fertigung der Kondensatoren als Referenz, die mit Hilfe von Korrelationsfaktoren auf den Gleichstrom-Innenwiderstand umgerechnet wird.

Der InnenwiderstandR_ibestimmt mehrere Eigenschaften von Superkondensatoren. Er begrenzt zum einen die Lade- bzw. Entladegeschwindigkeit des Kondensators. Zusammen mit der KapazitätCdes Kondensators ergibt sich dieZeitkonstanteτmit

\tau =R_{\text{i}}\cdot C

Diese Zeitkonstante bestimmt die zeitliche Grenze, mit der ein Kondensator ge- bzw. entladen werden kann. Ein 100-F-Kondensator mit dem Innenwiderstand von 30 mΩ hat z. B. eine Zeitkonstante von 0,03 · 100 = 3 s, d. h., nach 3 s Laden mit einem nur durch den Innenwiderstand begrenzten Strom hat der Kondensator 62,3 % der Ladespannung erreicht. Da bis zum vollständigen Laden des Kondensators eine Zeitdauer von etwa 5  $\tau$ benötigt wird, hat die Spannung dann nach etwa 15 s die Ladespannung erreicht.

DerInnenwiderstandR_iist aber auch der begrenzende Faktor, wenn mit Superkondensatoren der Vorteil der schnellen Lade-/Entladefähigkeit gegenüber Akkumulatoren ausgenutzt werden soll. Denn bei den sehr hohen Lade- und EntladeströmenI,die bei Leistungsanwendungen von Superkondensatoren auftreten, treten interne VerlusteP_vauf,

P_{\text{v}}=R_{\text{i}}\cdot I^{2}

die über den InnenwiderstandR_izu einer Erwärmung des Kondensators führen. Diese Erwärmung ist die Hauptursache für die größenmäßige Begrenzung der Lade- und Entladeströme bei den Superkondensatoren, insbesondere bei häufig auftretenden Lade- und Entladevorgängen.

Da bei Superkondensatoren keine Reaktionen, die zu chemischen Bindungen führen, auftreten, ist der InnenwiderstandR_ideutlich kleiner als der von Akkumulatoren.

Energie- und Leistungsdichte

Vergleich von Leistungs- und Energiedichte verschiedener Energiespeicher mit Hilfe einesRagone-Diagramms

Die maximale EnergieW_max,die von einem Superkondensator mit der KapazitätC_maxund der anliegenden SpannungU_maxgespeichert werden kann, errechnet sich nach der Formel:

W_{\text{max}}={\frac {1}{2}}\cdot C_{\text{max}}\cdot U_{\text{max}}^{2}

DieEnergiedichteist davon abgeleitet das Maß der speicherbaren elektrischen Energie. Sie wird entweder auf dieMassedes Kondensators bezogen und als gravimetrische Energiedichte in Wh/kg oder bezogen auf dasVolumenals volumetrische Energiedichte in Wh/cm³ oder Wh/langegeben.

Die Energiedichten von Superkondensatoren erreichen bislang (2013) mit Werten von 0,5…15 Wh/kg bei weitem nicht die Werte von Akkumulatoren. Zum Vergleich: Ein Bleiakkumulator speichert typischerweise 30 bis 40 Wh/kg und ein Lithium-Ionen-Akkumulator etwa 120 bis 180 Wh/kg.^[77]Das bedeutet, Superkondensatoren speichern im Vergleich zu den besten im Masseneinsatz befindlichen Akkumulatoren nur etwa ein Zehntel der Energie pro Masse.

Mit einem Ragone-Diagramm werden die Angaben der Leistungsdichte und der Energiedichte von Bauelementen visualisiert, um einen schnellen Vergleich der Werte auch mit anderen Technologien zu ermöglichen.

In der Praxis ist die maximale Energie, die in einem Kondensator laut Datenblatt gespeichert ist, nicht verfügbar, sie reduziert sich noch um den Spannungsabfall über den Innenwiderstand und um den verbleibenden Rest an Energie, der auch nach längerer Entladung noch im Kondensator verbleibt. Die sich damit ergebende nutzbare (effektive) EnergieW_efferrechnet sich dann mit:^[49]

W_{\text{eff}}={\frac {1}{2}}\ C\cdot \ (U_{\text{max}}^{2}-U_{\text{min}}^{2})

Obwohl bei den Superkondensatoren die Energiedichte geringer als bei Akkus ist, haben die Kondensatoren einen wichtigen Vorteil, ihreLeistungsdichteist deutlich größer. Mit der Angabe derLeistungsdichtewird die Geschwindigkeit definiert, mit der die Energie an eine Last geliefert oder von einer Energiequelle aufgenommen werden kann.

Die Leistungsdichte ist durch die Wärmeentwicklung bei der Strombelastung über den Innenwiderstand bestimmt. Hohe Leistungsdichten ermöglichenEnergiespeicher-Anwendungen zur Pufferung vonVerbrauchern,die kurzzeitig einen hohen Strom benötigen oder abgeben, beispielsweise bei derNutzbremsungoder inUSV-Anlagen.

Die maximale LeistungP_maxeines Kondensators errechnet sich mit der anliegenden SpannungUund dem InnenwiderstandR_inach der Formel:

P_{\text{max}}={\frac {1}{4}}\cdot {\frac {U^{2}}{R_{i}}}

Auch die Leistung eines Superkondensators wird entweder auf die Masse bezogen als gravimetrische Leistungsdichte in kW/kg oder auf das Volumen bezogen als Volumenleistungsdichte in kW/cm³ oder in kW/l angegeben.

Die mit obiger Formel berechnete maximale LeistungP_maxgilt fürLeistungsanpassungund reduziert durch den Spannungsabfall am Innenwiderstand die Speichereffizienz auf 50 %. Die Norm IEC 62391-2 schlägt deshalb vor, die Formel für die erreichbare Leistung der Realität anzupassen. Daraus resultiert eine Formel für eine „effektive “Maximal-Leistung für Superkondensatoren in Power-Anwendungen, bei der der innere Spannungsabfall auf 20 % begrenzt ist:^[78]

P_{\text{eff}}\approx {\frac {1}{8}}\cdot {\frac {U^{2}}{R_{i}}}

Zyklusfestigkeit und Strombelastung

Weil die elektrostatische und die pseudokapazitive Speicherung elektrischer Energie in Superkondensatoren normalerweise ohne die Erzeugung chemischer Bindungen erfolgt, wird die Strombelastung der Kondensatoren, damit sind zyklische Lade- und Entladeströme und auch Impulsströme gemeint, nicht durch langsame chemische Reaktionen begrenzt. Das Be- und Entladen des Kondensators sowohl in der Doppelschicht als auch mit dem faradayschen Ladungstausch erfolgt sehr schnell. Der elektrische Strom wird dabei nur vom Innenwiderstand des Kondensators begrenzt, der deutlich kleiner ist als der von Akkumulatoren. Dadurch zeichnen sich Superkondensatoren gegenüber Akkumulatoren durch eine sehr viel größere Strombelastbarkeit aus.

Die Strombelastung von Superkondensatoren mit dem StromIerzeugt über den internen Gleichstrom-InnenwiderstandR_ieinen internen WärmeverlustP_Verlust

P_{\text{Verlust}}=R_{\text{i}}\cdot I^{2}

Diese Verlustwärme erwärmt den Kondensator und wird an die Umgebung weitergeleitet, wobei eine Temperaturdifferenz gegenüber der Umgebungstemperatur im Kondensator verbleibt. Die so entstandene Kondensatortemperatur darf den spezifizierten Maximalwert nicht überschreiten und ist über dieDiffusionsrategasförmiger Bestandteile des Elektrolyten aus dem Kondensatorgehäuse hinaus für die Lebensdauer der Bauelemente bestimmend.

Die gegenüber der Umgebungstemperatur zulässige Temperaturdifferenz, die durch die Strombelastung entsteht, sollte maximal 5 bis 10 K betragen, damit sie nur einen geringen Einfluss auf die zu erwartende Lebensdauer hat.

Die in Datenblättern spezifizierte maximale Strombelastbarkeit umfasst Lade- und Entladestrom, Frequenz und Pulsdauer und gilt innerhalb des spezifizierten Temperatur- und Spannungsbereiches für eine definierte Lebensdauer. Allgemein gilt, dass eine geringere Strombelastung, die entweder durch eine niedrigere Betriebsspannung oder durch langsameres Laden und Entladen erreicht werden kann, sowie durch eine möglichst niedrige Umgebungstemperatur die Lebensdauer der Kondensator verlängert werden kann.^[76]

Der für eine Dauerbelastung spezifizierte zulässige Lade- und Entladestrom kann für Anwendungsfälle, in denen ein hoher Impulsstrom gefordert wird, deutlich überschritten werden. Bei impulsförmiger Strombelastung muss dann aber die kurzzeitig entstehende Wärme über längere Pausen zwischen den Impulsen thermisch verteilt werden. Solch ein „Spitzenstrom “kann für große Superkondensatoren für Leistungsanwendungen mit einer Kapazität von mehr als 1000 F gemäß Datenblattspezifikation kurzzeitig einen maximalen Strom von über 1000 A betragen.^[79]Solche Ströme dürfen allerdings nicht als Dauerwert betrachtet werden. Denn bei solch hohen Strömen tritt nicht nur eine starke interne Erwärmung der Kondensatoren auf, bei der die Wärmeausdehnung einen zusätzlichen Stressfaktor bildet, sondern es entstehen auch noch starke elektromagnetische Kräfte mit Auswirkung auf die Festigkeit der Elektroden-Kollektor-Verbindung. Eine große Impulsfestigkeit von Superkondensatoren ist also nicht nur eine Frage der Temperaturbelastung, sondern auch noch Ergebnis einer mechanisch robusten und stabilen Konstruktion.

Superkondensatoren zeichnen sich gegenüber Akkumulatoren jedoch nicht nur durch eine sehr viel höhere Strombelastbarkeit aus, sondern sie besitzen auch noch eine sehr viel größere Zyklusfestigkeit. Das bedeutet, dass Superkondensatoren eine sehr viel größere Anzahl von Lade-Entladezyklen überstehen, ohne dass durch chemische Prozesse eine Verkürzung der Lebensdauer eintritt. Die chemische Stabilität, insbesondere bei der Pseudokapazität mit faradayschem Ladungstransfer, ist schon bei Superkondensatoren mit Elektroden aus pseudokapazitiven Polymeren so groß, dass damit hergestellte Kondensatoren mehr als 10 000 Zyklen überstehen. Das ist rund das Zehnfache dessen, was Lithium-Ionen-Akkumulatoren für Leistungsanwendungen überstehen. Superkondensatoren mit sehr hohem Anteil an Doppelschichtkapazität und auch Pseudokondensatoren mit Elektroden aus Übergangsmetalloxiden erreichen eine Zyklusfestigkeit von mehr als einer Million Zyklen, ohne dass die Kapazität nennenswert abfällt oder der Innenwiderstand deutlich ansteigt.

Lebensdauer

Superkondensatoren unterscheiden sich von Akkumulatoren nicht nur durch die höhere Strombelastbarkeit und die höhere Zyklusfestigkeit, sondern auch durch eine höhereLebensdauer.Weil die elektrostatische und die pseudokapazitive Speicherung elektrischer Energie in Superkondensatoren normalerweise ohne die Erzeugung chemischer Bindungen erfolgt, wird die Lebensdauer dieser Kondensatoren überwiegend von der Kondensatortemperatur und der damit verbundenenDiffusionsrategasförmiger Bestandteile des flüssigen Elektrolyten aus dem Kondensatorgehäuse hinaus bestimmt. Darüber hinaus hat aber auch noch die Betriebsspannung einen gewissen Einfluss auf die Lebensdauer.

Die Lebensdauer von Superkondensatoren wird an einem Kollektiv in zeitraffenden Prüfungen bei der oberen Grenztemperatur und bei voller Nennspannung ermittelt. Bedingt durch das temperaturabhängige langsame Verdunsten des Elektrolyten durch die Abdichtung hindurch ändern sich elektrische Parameter; die Kapazität sinkt ab, der Innenwiderstand steigt an. Durch diese Änderungen der Kennwerte werden die Kondensatoren irgendwann ihre Funktion nur noch vermindert erfüllen können. Deshalb werden Änderungsgrenzen festgelegt, deren Überschreitungen als sogenannte „Änderungsausfälle “gewertet werden. Wird in den zeitraffenden Lebensdauerprüfungen auch nur eine dieser Grenzen unter- bzw. überschritten, ist das Ende der Lebensdauer des Kondensators erreicht. Die Kondensatoren sind zwar auch dann noch weiter betriebsfähig, nur eben mit verminderten elektrischen Eigenschaften.

Für die Kapazität ist die Grenze zum Änderungsausfall nach IEC 62391-2 erreicht, wenn der Kapazitätswert sich um 30 % gegenüber seinem Anfangswert vermindert hat. Für den Innenwiderstand gilt nach der Norm als Änderungsausfall, wenn er den vierfachen Wert seiner Spezifikation überschritten hat.

Diese nach der Norm zulässigen Änderungen sind jedoch für Leistungsanwendungen mit hohen Ein- und Ausschaltströmen meist zu hoch. Viele Hersteller, deren Superkondensatoren für hohe Ströme vorgesehen sind, legen deshalb deutlich engere Änderungsgrenzen fest, beispielsweise mit nur 20 % Änderung der Kapazität kombiniert mit der maximalen Änderung des Innenwiderstandes auf den doppelten Datenblattwert.^[80]Insbesondere für den Innenwiderstand ist diese engere Definition bei hoher Strombelastung wichtig, da die Wärmeentwicklung im Kondensator linear mit dem Innenwiderstand ansteigt und bei einem vierfach höheren Innenwiderstand die Verlustwärme ebenfalls vierfach höher wäre und es möglicherweise dadurch zu einer unzulässigen Gasdruckentwicklung im Kondensator kommen könnte.

Die bis zum ersten Änderungsausfall gemessene Zeit, gerundet, wird von den Herstellern meist als „Lebensdauer “(englischlife time, load life, endurance) spezifiziert. Die Schreibweise dieser Lebensdauerspezifikation, z. B. „5000 h/65 °C “, beinhaltet die Zeit in Stunden (h) und die obere Grenztemperatur in Grad Celsius (°C). Sie ist stark von der jeweiligen Baureihe abhängig.

Die in den Datenblättern spezifizierte Lebensdauer bei der oberen Grenztemperatur kann von Anwendern in Lebensdauerzeiten für abweichende Betriebsbedingungen umgerechnet werden. Das erfolgt bei herkömmlichen Superkondensatoren, die nicht für Leistungsanwendungen vorgesehen sind, ähnlich wie bei Aluminium-Elektrolytkondensatoren mit flüssigem Elektrolyten, nach dem „10-K-Gesetz “, auchArrhenius-Gesetzgenannt. Danach verdoppelt sich die abschätzbare Lebensdauer pro 10 K niedrigerer Betriebstemperatur, weil die Änderungen der elektrischen Parameter entsprechend langsamer verlaufen.

L_{x}=L_{0}\cdot 2^{\frac {T_{0}-T_{x}}{10}}

$L_{x}$ = zu berechnende Lebensdauer
$L_{0}$ = im jeweiligen Datenblatt spezifizierte Lebensdauer
$T_{0}$ = obere Grenztemperatur
$T_{x}$ = aktuelle Betriebstemperatur der Kondensatorzelle

Ist eine Baureihe wie im nebenstehenden Bild mit 5000 h bei 65 °C spezifiziert, dann werden die Kondensatoren mit etwa 10 000 h bei 55 °C gleiche Änderungen der elektrischen Parameter aufweisen wie nach 20 000 h bei 45 °C, jedoch eine doppelt so lange Betriebszeit bei der kleineren Temperatur haben.

Die Lebensdauer von Superkondensatoren ist aber auch noch abhängig von der Betriebsspannung. Für diese Spannungsabhängigkeit der Lebensdauer kann keine allgemein geltende Formel angegeben werden. Der Kurvenverlauf, der aus dem nebenstehenden Bild hervorgeht, ist deshalb nur als ein Erfahrungswert eines Herstellers zu sehen.

Obwohl die Lebensdauer nach der obigen Formel berechnet werden kann, ist das Ergebnis dieser Berechnung immer nur eine Abschätzung der Lebensdauer als statistischer Mittelwert eines Kollektivs eingesetzter Kondensatoren unter gleichartigen Bedingungen.

Reststrom und Selbstentladung

Die statische Speicherung elektrischer Energie in den Helmholtzschen Doppelschichten erfolgt in einem Abstand der Ladungsträger zueinander, der im molekularen Bereich liegt. Bei diesem geringen Abstand können Effekte auftreten, die zum Austausch von Ladungsträgern führen. Diese Selbstentladung ist als Reststrom, auch Leckstrom genannt, messbar. Dieser Reststrom hängt von der Spannung und von der Temperatur am Kondensator ab. Er ist bei Raumtemperatur, bezogen auf die gespeicherte Ladungsmenge, so gering, dass üblicherweise die Selbstentladung des Kondensators als Ladungsverlust oder als Spannungsverlust für eine bestimmte Zeit spezifiziert wird. Als Beispiel sei hier ein „5-V/1-F-Goldcapacitor “von Panasonic angeführt, dessen Spannungsverlust bei 20 °C in 600 Stunden (25 Tage) etwa 3 V beträgt, für die Einzelzelle also 1,5 V.^[81]Die Selbstentladungsrate ist also höher als die von Akkumulatoren und schränkt im Vergleich damit die Anwendungsgebiete ein.

Polarität

Die Polarität entsteht bei Superkondensatoren mit symmetrischen Elektroden durch eine Spannungsbeaufschlagung während der Fertigung, bei asymmetrischen Elektroden ist sie außerdem noch konstruktiv bedingt. Superkondensatoren sind deshalb gepolte Kondensatoren. Sie dürfen nicht in „falscher “Polarität entgegen der Polaritätskennung betrieben werden. Das schließt auch einen Betrieb mit Wechselspannungen aus. Ein Betrieb mit falscher Polarität führt zur Gasentwicklung und Zerstörung des Kondensators.

Die Polarität von Superkondensatoren ist wie bei anderen polarisierten Kondensatoren mit einem Minusbalken in der Isolierumhüllung (−) zur Kennzeichnung der Kathode markiert.

Technische Daten im Vergleich

Technische Auslegung

Bei Superkondensatoren führt, ähnlich wie bei Elektrolytkondensatoren, die Kombination maßgeschneiderter Elektroden mit einem der Anwendung angepassten Elektrolyten zu einer großen Anzahl von unterschiedlichen technischen Lösungen mit unterschiedlichen technischen Werten. Besonders mit der Entwicklung niederohmiger Elektrolytsysteme in Kombination mit Elektroden mit hoher Pseudokapazität lassen eine große Variationsbreite von technischen Lösungen zu. Entsprechend vielfältig ist das Angebot an Superkondensatoren auf dem Markt. Wie aus der folgenden Tabelle entnommen werden kann, unterscheiden sich deshalb die Kondensatoren der verschiedenen Hersteller deutlich bei den Werten für den Kapazitätsbereich, der Zellenspannung, beim Innenwiderstand sowie bei der Energiedichte.

In der Tabelle bezieht sich der Innenwiderstand jeweils auf den größten Kapazitätswert des jeweiligen Herstellers. In ganz grober Abschätzung können dabei die Superkondensatoren in zwei Gruppen aufgeteilt werden. Die erste Gruppe mit Innenwiderständen größer etwa 20 mΩ weist Kapazitätswerte von 0,1 bis 470 F auf. Das sind die typischen „Doppelschichtkondensatoren “für den Datenerhalt oder ähnliche Applikationen. Die zweite Gruppe mit Kapazitätswerten von etwa 100 bis 12 000 F hat deutlich kleinere Innenwiderstände, die zum Teil bis auf etwa 0,2 mΩ hinuntergehen. Diese Superkondensatoren sind für Leistungsanwendungen geeignet.

Aus dieser Tabelle geht der prozentuale Anteil von Doppelschicht- und Pseudokapazität an der Gesamtkapazität eines angebotenen Kondensators nicht hervor. Die Hersteller selbst sind nur in seltenen Fällen bereit, etwas zu diesem Thema zu veröffentlichen. Selbst diesen wenigen Angaben, im Artikel von Pandolfo und Hollenkamp zusammengetragen, ist eine prozentuale Verteilung des Anteils an Doppelschicht- und Pseudokapazität nicht zu entnehmen.^[26]

Kennwerte

Übersichtstabelle der Superkondensatoren verschiedener Hersteller (Stand Dezember 2015)
Hersteller	Kondensator- name	Kapazitäts- bereich (F)	Zellen- spannung (V)	Volumetrische Energie- dichte (Wh/dm³)	Gravimetrische Energie- dichte (Wh/kg)	Hinweise
APowerCap^[82]	APowerCap	4…550	2,7	–	≤4,5	–
AVX^[83]	BestCap®	0,05…0,56	3,6	≤0,13	–	Module bis 20 V
Cap-XX^[84]	Cap-XX	0,17…2,4	2,5	≤2,2	–	–
CDE^[85]	Ultracapacitors	0,1…1,0	3,6	–	–	–
Cooper^[86]	PowerStor	0,22…3000	2,5/2,7	–	–	Module bis 62 V
Elna^[87]	DYNACAP POWERCAP	0,047…1500	2,5/3,6	–	–	–
Evans^[88]	Capattery	0,001…10	5,5…125	–	–	Hybridkondensatoren
Green Tech^[89]	Super Capacitor	2…600	2,7/2,8	–	–	Module bis 64 V
HCC^[90]	HCAP	15…3500	2,7	≤8,1	≤6,8	–
Illinois^[91]	Supercapacitor	0,3…800	2,3/2,7	≤8,6	≤6,6	–
Ioxus^[92]	Ultracapacitor	100…3000	2,7	≤8,7	≤6,4	Module bis 130 V
JSR Micro^[93]	Ultimo	1100…3300	3,8	≤20	≤12	Li-Ion-Kondensatoren
Korchip^[94]	STARCAP	0,02…400	2,5/2,7	≤7,0	≤6,1	–
LS Mtron^[95]	Ultracapacitor	100…3400	2,7/2,8	–	–	Module bis 130 V
Maxwell^[96]	Boostcap®	1…3400	2,2/2,8	–	≤6,0	Module bis 160 V
Murata^[97]	EDLC	0,22…1,0	4,2/5,5	≤2,7	≤3,1	zwei Zellen in Serie
NEC Tokin^[98]	Supercapacitor	0,047…200	2,7	–	–	–
Nesscap^[99]	EDLC, Pseudocapacitor	3…50 50…300	2,7 2,3	≤7,1 ≤12,9	≤4,5 ≤8,7	Module bis 125 V
Nichicon^[100]	EVerCAP®	1,0…6000	2,5/2,7	–	–	–
NCC, ECC^[101]	DLCCAP	350…2300	2,5	–	–	–
Panasonic^[102]	Goldcap	0,1…70	2,3/2,5	–	–	Module bis 15 V
Samwha^[103]	Green-Cap® ESD-SCAP	3…7500	2,5/2,7	≤7,6	≤7,0	–
Sech SA	C – Capacitor M – Module S – System	3...3400	3,0	≤14	≤10	Module bis 522 V und Speicher-Systeme >10 MW, Power density / Leistungsdichte ≤ 38 kW/kg
Skeleton^[104]	SkelCap	250…4500	2,85	≤14,1	≤10,1	Module bis 350 V
Taiyo Yuden^[105]	PAS Capacitor LIC Capacitor	0,5…20 0,5…270	2,5/3,0 3,8	– –	– –	Pseudokondensatoren Li-Ion-Kondensatoren
VinaTech^[106]	Hy-Cap	1,0…500	2,3/3,0	≤8,7	≤6,3	–
Vishay^[107]	ENYCAP	4…90	1,4/2,8	–	≤3,6	Module bis 8,4 V
WIMA^[108]	SuperCap	100…3000	2,5	–	–	Module bis 28 V
YEC^[109]	Kapton capacitor	0,5…400	2,7	–	–	–
Yunasko^[110]	Ultracapacitor	480…1700	2,7	–	–	Module bis 48 V

Vergleich mit anderen Technologien

Superkondensatoren stehen im Wettbewerb einerseits mitElektrolytkondensatorenund andererseits mit Akkumulatoren, insbesondere mitLithium-Ionen-Akkumulatoren.Die folgende Tabelle vergleicht die wichtigsten technischen Daten der drei unterschiedlichen Familien innerhalb der Superkondensatoren mit Elkos und Akkus.

Kennwerte von Superkondensatoren
im Vergleich mit Elektrolytkondensatoren und Lithium-Ionen-Akkumulatoren
Kennwerte	Elektrolyt- kondensatoren	Superkondensatoren			Lithium- Ionen- Akkumulatoren
Kennwerte	Elektrolyt- kondensatoren	Super- kondensatoren für den Datenerhalt	Super- kondensatoren für Leistungs- anwendungen	Hybrid kondensatoren (Li-Ionen- Kondensatoren)	Lithium- Ionen- Akkumulatoren
Betriebstemperaturbereich (°C)	−40…+125	−20…+70	−20…+70	−20…+70	−20…+60
Nennspannung pro Zelle (V)	4…550	1,2…3,3	2,5…3,3	2,2…3,8	2,5…4,2
Lade-/Entlade-Zyklen	unbegrenzt	10⁵…10⁶	10⁵…10⁶	2·10⁴…10⁵	500…10⁴
Kapazitätsbereich (F)	≤ 1	0,1…470	100…12000	300…2200	—
Energiedichte (Wh/kg)	0,01…0.3	1,5…3,9	4…9	10…25	100…265
Effektive Leistungsdichte (kW/kg)	> 100	2…10	3…10	3…6	0,3…1,5
Selbstentladezeit bei Raumtemperatur	kurz (Tage)	mittel (Wochen)	mittel (Wochen)	mittel (Wochen)	lang (Monate)
Wirkungsgrad (%)	99	95	95	90	90
Lebensdauer bei Raumtemperatur (Jahre)	> 20	5…10	5…10	5…10	3…5

Elektrolytkondensatoren haben Vorteile wegen ihrer Eignung zur Entkopplung niederfrequenter Frequenzen bis etwa 500 kHz und ihrer hohen Spannungsfestigkeit bis 550 V. Ihre Speicherfähigkeit ist dagegen deutlich geringer.

Superkondensatoren sind wie auch Akkumulatoren nur für reine Gleichspannungsanwendungen geeignet. Die Vorteile von Superkondensatoren gegenüber Akkumulatoren sind die längere Lebensdauer, die deutlich höhere Leistungsdichte mit hoher Spitzenstrombelastbarkeit, die deutlich größere Zyklusfestigkeit und der wartungsfreie Betrieb. Die Nachteile sind der höhere Preis, die geringere Energiedichte und die schnellere Selbstentladung.

Normung

Klassifikation der unterschiedlichen Anwendungsbereiche von Superkondensatoren gemäß internationalen Normen

Die technischen Eigenschaften von Superkondensatoren unterscheiden sich beträchtlich voneinander. Besonders bei Anwendungen mit hohen Spitzenströmen sind die elektrischen Werte oft von den Messbedingungen abhängig, so dass standardisierte Prüfungen und Messvorschriften unabdingbar sind, um eine Vergleichbarkeit der Bauelemente zu erreichen.^[111]

Diese Prüfungen und Messvorschriften sowie die Anforderungen an die geprüften Kondensatoren sind in einer international harmonisierten (IEC) Norm festgelegt, die im deutschen Sprachraum von den jeweiligen Länderorganisationen (DIN,OEVE/OENORM,SN) als europäische NormEN,übernommen wurden.^[112]Das ist die:

FachgrundspezifikationIEC 62391-1,Elektrische Doppelschichtkondensatoren zur Verwendung in Geräten der Elektronik
Klasse 1,Datenerhaltvon Speichern,
Klasse 2,Energiespeicherung,z. B. für den Betrieb von Antriebsmotoren,
Klasse 3,Leistungsanwendungen,höherer Leistungsbedarf für längeren Betrieb
Klasse 4,Momentanleistung,höhere Spitzenströme für Kurzzeitbetrieb

Für die Superkondensatoren für Leistungsanwendungen nach Klasse 4 werden die besonderen Anforderungen in einer ebenfalls international harmonisierten Rahmenspezifikation festgelegt:

RahmenspezifikationEN 62391-2,Elektrische Doppelschichtkondensatoren für Leistungsanwendungen

Darüber hinaus werden in der beiden folgenden Normen die speziellen Anforderungen an Superkondensatoren für definierte Einsatzbereiche spezifiziert:

IEC 62576,Anforderungen für den Einsatz im Bereich der Automobilelektronik
IEC 61881-3,Anforderungen für den Einsatz im Bereich der Bahnen

Anwendungen

Allgemeine Anwendungen

Superkondensatoren haben Vorteile in Anwendungen, in denen eine große Energiemenge für eine relativ kurze Zeit oder für eine sehr hohe Zahl von Lade-/ Entladezyklen benötigt wird. Typische Beispiele umfassen Ströme im Bereich von Milliampere oder Milliwatt für einige Minuten bis zu Strömen im Bereich mehrerer Hundert Ampere oder mehreren hundert Kilowatt während kurzer Lastspitzen.

Die Zeit t, während der ein Superkondensator einen konstanten Strom I liefern kann, wird berechnet mit:

t={\frac {C\,(U_{\text{geladen}}-U_{\text{min}})}{I}}

wobei die Spannung $U_{\text{geladen}}$ auf $U_{\text{min}}$ absinkt.

Wenn die Anwendung eine konstante Leistung $P$ für eine gewisse Zeit $t$ benötigt, kann das berechnet werden mit:

t={\frac {1}{2P}}C\,(U_{\text{geladen}}^{2}-U_{\text{min}}^{2}).

wobei die Spannung $U_{\text{geladen}}$ ebenfalls bis auf $U_{\text{min}}$ absinkt.

Superkondensatoren sind nicht für Wechselspannungsanwendungen geeignet.

Endverbraucherelektronik

Superkondensatoren stabilisieren in Anwendungen mit schnell/stark schwankender Belastung die Stromversorgung. Beispiele sind:Laptops,PDAs,GPS,tragbareDVD-PlayerundSmartphones.^[113]

Sie liefern in kurzer Zeit große Stromspitzen und werden deshalb parallel zu Akkumulatoren inDigitalkameraszum Schreiben der Bilddateien eingesetzt.^[114]

Für eine Notfall-LED-Blitzlichttaschenlampe wird die schnelle Ladefähigkeit der Superkondensatoren genutzt.^[115]^[116]

Für Heimwerker wird einelektrischer Schraubendrehermit Superkondensatoren angeboten, der zwar nur halb so lange wie ein Akku-Modell läuft, jedoch in 90 s aufgeladen ist.^[117]

Superkondensatoren liefern die Energie für extrem-schnellladefähige netzunabhängigeLautsprecher.^[118]

Sie sind Standard in dynamogespeisten LED-Fahrradscheinwerfern und Rücklichtern mit Standlicht. Dabei überbrückt der Kondensator Versorgungspausen im unteren Minutenbereich mit abnehmender Helligkeit und erhöht so die Sicherheit im Straßenverkehr, ohne Batterien oder Akkus.

Industrielle Elektronik

Superkondensatoren liefern die Energie für elektrische Verbraucher, deren Funktion bei kurzzeitigem Stromausfall weiter gewährleistet werden muss, beispielsweise zum Datenerhalt bei elektronischen Datenspeichern (RAM,SRAM) in der industriellen Elektronik. Auch als zusätzliche Energiequelle inintelligenten Stromzählern(Smart-Meter) sind sie zu finden.^[114]

Im Zusammenwirken mit parallelgeschalteten Akkumulatoren puffern Superkondensatoren bei stark schwankenden Belastungen, z. B. in Funk- undTelekommunikationsgeräten,die Ströme des Akkus und dämpfen somit Belastungsspitzen. Damit kann die Lebensdauer der Akkus verlängert werden.

Ein typischer industrieller Anwendungsfall für Superkondensatoren sindunterbrechungsfreie Stromversorgungen(USV) zur Überbrückung kurzzeitiger Netzausfälle. Mit ihnen kann eine deutliche Platzersparnis gegenüber Elektrolytkondensatoren erreicht werden.^[119]^[120]^[121]

Superkondensatoren werden als Energielieferant zum Antrieb elektrischer Lokomotiven in einigen Kohlebergwerken in China verwendet. Der Vorteil dieses Antriebs ist die schnelle Ladezeit der Kondensatoren gegenüber Akkus. In weniger als 30 Minuten ist der Zug wieder fahrbereit. Mit dieser Lösung wird die Explosionsgefahr gegenüber elektrischen Antrieben mit Fahrdraht deutlich verringert.^[122]

Auch Zugmaschinen auf Flughafen-Terminals mit einem elektrischen Antrieb gespeist aus Superkondensatoren sind bereits im Einsatz. Sie bieten eine kostengünstige, ruhige und verschmutzungsfreie Alternative zu Diesel-Zugmaschinen.^[122]

Erneuerbare Energien

Nahaufnahme einer Rotornabe mit Pitchsystem

Anstelle von Akkumulatoren werden Superkondensatoren zudem in vielenWindkraftanlagenzur Notstromversorgung derPitch-Regelungeingesetzt. Damit wird gewährleistet, dass auch bei Unterbrechung der Verbindung zum Stromnetz jederzeit genügend Energie vorhanden ist, um die Rotorblätter in Fahnenstellung („aus dem Wind “) drehen und damit die Anlage sicher herunterfahren zu können. Üblicherweise verfügt jedes Rotorblatt über einen separaten Verstellmechanismus mit eigener Kondensatoreinheit, die jeweils in der Rotornabe untergebracht sind. Hauptvorteil gegenüber Akkumulatoren ist vor allem der geringere Wartungsaufwand.^[123]^[124]

Superkondensatoren können die Spannung stabilisieren, die vonphotovoltaischenAnlagen erzeugt wird. Diese Spannung ist Schwankungen unterworfen, die durch vorbeiziehende Wolken oder Abschattung begründet ist. Die Stabilisierung reduziert den Aufwand desNetzbetreibers,dieNetzspannungund dieNetzfrequenzstabilisieren zu müssen.^[125]^[126]

Bei genügender Auslegung eignen sich Superkondensatoren auch zur Kurzzeitspeicherung der elektrischen Energie bei der photovoltaischen Einspeisung ins Niedrigspannungsnetz.^[114]^[127]

Straßenbeleuchtung

Straßenleuchtender StadtSado(Präfektur Niigata) werden ohne Netzanschluss betrieben. Tagsüber werden Superkondensatoren überSolarzellengeladen und liefern ab Einbruch der Dunkelheit den Strom für LED-Leuchten. Wegen der besseren Tieftemperatureigenschaften und der längeren Lebensdauer von über zehn Jahren bekamen Superkondensatoren den Vorzug gegenüber Akkus.^[128]

Luftseilbahn

In manchenLuftseilbahnenbesitzen die Fahrzeuge eine Stromversorgung während der Fahrt für Beleuchtung, Sprechanlagen und auch fürInfotainmentsysteme.^[129] Da Akkumulatoren für das Aufladen während der Stationsdurchfahrten und -aufenthalte eine zu lange Ladezeit aufweisen, können stattdessen Superkondensatoren zum Einsatz kommen, die bei jeder Stationsdurchfahrt über eine Stromschiene geladen werden. Gondeln mit Superkondensatoren in der Stromversorgung sind beispielsweise inZell am Seeund bei derLondon Cable Car,der Seilbahn über dieThemseinLondon,zu finden.^[130]

Medizinische Elektronik

Superkondensatoren werden inDefibrillatoreneingesetzt, in denen sie die benötigte Energie für die lebensrettenden Impulse zur Verfügung stellen.^[131]

Luftfahrtelektronik

Seit dem Jahre 2005 verwendetDiehl Luftfahrt Elektronik GmbHSuperkondensatoren als Energiequellen für die Notöffnung der Türen und die Aktivierung derNotrutschenin Geräten für Flugzeuge einschließlich desAirbus 380.^[124]^[114]

Militärelektronik

DerKaltstartvonDieselmotorenstellt eine besondere Herausforderung an die Bereitstellung kurzzeitiger Stromspitzen dar. Superkondensatoren mit niedrigen Innenwiderständen werden schon seit längerer Zeit zum Start von Dieselmotoren inPanzernundU-Bootenzur Unterstützung der Batterien beim Kaltstart eingesetzt.^[132]

Weitere militärische Anwendungen, in denen Superkondensatoren wegen ihrer hohen Leistungsdichte eingesetzt werden, sindphasengesteuerte Gruppenantennen,Stromversorgungen fürImpulslaser,Avionik-Anzeigen und -Instrumente,Airbag-Zünderschaltungen undGPS-Lenkwaffenraketenund Projektile.^[133]^[134]

Energierückgewinnung

Superkondensatoren werden auch beiNutzbremseneingesetzt. Sie sind wegen ihrer hohen Strombelastbarkeit und der Zyklusfestigkeit, des hohenWirkungsgradesund der langen Lebensdauer ideal geeignet für Speicherung der elektrischen Energie, die beim Bremsen aus derkinetischen Energiegewonnen wird.^[135]^[22]^[136]

Eisenbahn

Superkondensatoren kommen als Ergänzung zu den Akkus alsStarterbatterieinDiesellokomotivenmitdieselelektrischem Antriebund zum Vorheizen desKatalysatorszum Einsatz. Die Kondensatoren nehmen wegen ihrer hohen Strombelastbarkeit gleichzeitig auch die Energie auf, die beim dynamischen Bremsen des Zuges generiert wird, und liefern außerdem den Spitzenstrom, der beim Anfahren auftritt. In einer Untersuchung wurde festgestellt, dass damit 25 bis 30 % Energieeinsparung möglich ist.^[137]^[138]Da die Akkumulatoren wegen der reduzierten Spitzenbelastung entsprechend kleiner ausgelegt werden können, wird durch die Verringerung der Masse und des Einbauraumes mit dieser Lösung ein höherer Treibstoffvorrat in den Loks möglich. Wartungsfreiheit und umweltfreundliche Materialien waren bei der Entscheidung, diesen Versuch durchzuführen, weitere entscheidende Vorteile für den Einsatz von Superkondensatoren.

Krane und Gabelstapler

Mobile Hybrid-Dieselelektro-Containerbrückenbewegen und stapeln Container innerhalb einesContainerterminals.Das Heben der Container erfordert eine große Menge an Energie. Ein Teil der Energie wird im Containerterminal von Kuantan (Malaysia) mit Hilfe von Superkondensatoren während des Absenkens der Last zurückgewonnen. Dadurch ist eine erhebliche Energieeinsparung möglich. Ein weiterer Vorteil dieses Aufbaus ist die Verkleinerung der primären Dieselmaschine, da die Spitzenbelastung beim Heben der Last durch die in den Kondensatoren gespeicherte Energie und die damit gespeisten Elektromotoren übernommen werden kann.^[136]

In einer speziellen Version eines „Triple-Hybrid-Gabelstaplers“wird eineBrennstoffzelleals primäre Energiequelle verwendet, die zum Aufladen einer parallelgeschalteten Kombination von Akkumulatoren und Superkondensatoren genutzt wird. Die Superkondensatoren liefern den Strom für die Spitzenbelastung beim Heben der Last und nehmen die beim Absenken der Last freiwerdende Energie wieder auf. Dieses Triple-Hybrid-System bietet mehr als 50 % Energieeinsparung im Vergleich zu einem reinen Diesel- oder Brennstoffzellen-System.^[139]

Stadt- und Straßenbahnfahrzeuge

Superkondensatoren können nicht nur elektrische Energie aus derNutzbremsungvonStadtbahn- undStraßenbahntriebwagen„on-board “zwischenspeichern, sondern bieten auch noch die Möglichkeit, kurze Strecken ohne Oberleitung zu fahren. Die benötigte Energie kann während der Haltezeit an den Haltestellen über eine nur hier installierte Oberleitung aufgenommen werden. Dabei können durch Wegfall der Oberleitung über die Strecke erhebliche Einsparungen bei der Einrichtung der Infrastruktur erreicht werden. Außerdem können in historischen Stadtbereichen die optisch störenden Oberleitungen entfallen.

Ab 2003 wurde bei derStraßenbahn Mannheimein System des HerstellersBombardier Transportationzur Speicherung der bei Nutzbremsung zurückgewonnenen Bremsenergie erprobt. DiesesMITRAC-Energy-Saver^[140]^[141]genannte System arbeitet mit Superkondensatoren und ist auf dem Dach einesVariobahn-Gelenkwagen untergebracht. Es enthält mehrere Speicherblöcke, die aus 192 Einzelkondensatoren mit je 2700 F bei 2,7 V in drei parallel geschalteten Strängen zusammengeschaltet sind. Damit ergibt sich ein 518-V-System mit einem Energieinhalt von 1,5 kWh. Zur Beschleunigung beim Anfahren können aus diesem „On-Board-System “kurzzeitig 600 kW bereitgestellt werden. Damit kann außerdem bis zu ein Kilometer ohne Oberleitung gefahren werden. Mit solchen Systemen wird der Spitzenstrombedarf vom Netz um etwa 50 % reduziert und es können etwa 30 % der zum Betrieb benötigten Energie eingespart werden.^[29]^[142]Obwohl die Ausrüstung mit den Superkondensatoren als Energiespeicher zusätzliche Kosten von etwa 270 000 Euro pro Wagen verursacht, erwartet der Betreiber, dass sich die Mehrkosten in 15 Jahren amortisiert haben. Im März 2008 wurde der Test erfolgreich abgeschlossen^[143]und das Testfahrzeug zur Normalausführung zurückgebaut. In der Folge wurden von derRhein-Neckar-Verkehrzwischen 2009 und 2013 insgesamt 30 neueRhein-Neckar-Variobahnenfür die Standorte Mannheim und Heidelberg mit diesem System in Dienst gestellt.^[144]

Der spanische HerstellerConstrucciones y Auxiliar de Ferrocarriles(CAF) bietet für seine Straßenbahnwagen des TypsUrbos 3das System „Acumulador de Carga Rápida“(ACR) an, es wird seit 2011 inSevillaeingesetzt.^[145]Zur Überbrückung oberleitungsloser Abschnitte derStraßenbahn Luxemburgsind die dortigen Urbos-Fahrzeuge ebenfalls mit Superkondensatoren ausgestattet.

In Paris fuhr die Linie T3 in einigen Bereichen versuchsweise ohne Oberleitung

InParisfuhr von Mai 2009 bis September 2010 ein Zug der Straßenbahnlinie 3 mit einem„STEEM “genannten Energie-Rückgewinnungssystem des HerstellersAlstom.Es sollte gezeigt werden, dass in oberleitungsfreien Teilstrecken Straßenbahnzüge mit der in den Superkondensatoren gespeicherten Energie fahren können.^[146]

InGenfwird seit 2012 ein Prototyp eines Stadtbahntriebwagens mit Superkondensatoren einer Gesamtmasse von einer Tonne für die Rückgewinnung der Bremsenergie eingesetzt. Das Speichersystem wurde vonABBentwickelt und kann das elektrische Äquivalent der kinetischen Energie des leeren Zuges, der mit 55 km/h fährt, aufnehmen.^[147]

Im August 2012 präsentierte dieCSR Zhouzhou Electric Locomotive corporation of Chinaeinen Prototyp eines Stadtbahntriebwagens mit einem Beiwagen, der mit einem Energierückgewinnungssystem ausgestattet ist. Die Kapazität der Superkondensatoren ist dafür ausgelegt, dass der Zug ohne Oberleitung fährt und der Kondensator an den Stationen die zusätzliche, zum Fahren benötigte Energie aufnimmt.^[148]

Die Rückgewinnung der Bremsenergie kann auch über das Oberleitungsnetz in stationären Speicherblöcken erfolgen, wenn das Netz nicht aufnahmefähig ist. Dazu wurde zum Beispiel dieHong Kong’s South Island Metro Linemit zwei Speichereinheiten ausgestattet, die mit Superkondensatoren bestückt sind, die beide jeweils eine Leistung von 2 MW aufnehmen können. Die Gesellschaft verspricht sich dadurch eine Energieersparnis von etwa 10 %.^[149]

Stadtbusse

Schon 2001 wurde der sog. „Ultracapbus “vonMANder Öffentlichkeit vorgestellt, der ersteHybridbusin Europa, der in der Lage war, seine Bremsenergie zurückzugewinnen. Er wurde in den Jahren 2001/2002 im realen Linienbetrieb inNürnbergerprobt. JederBusenthielt acht Superkondensator-Module, die mit 640 V betrieben wurden. Der Energieinhalt der Module betrug 0,4 kWh bei einer Masse von 400 kg und lieferte einen maximalen Strom von 400 A. Die Vorteile des Systems waren eine deutliche Reduzierung des Kraftstoffverbrauchs (derzeit 10 bis 15 % im Vergleich zum konventionellenDieselfahrzeug), eine Reduktion der CO₂-Emissionen, das Verlassen derHaltestelleohne störende Geräusch- undAbgasbelastung,die Erhöhung des Fahrkomforts (ruckfreies, vibrationsarmes Fahren) und eine Reduktion der Wartungskosten.^[150]

Ein weiterer Betriebsversuch mit Superkondensatoren zur Energierückgewinnung wurde 2002 mit der TOHYCO-Rider-Kleinbusflotte inLuzern,Schweiz, erfolgreich durchgeführt. Die Busse können an jeder Haltestelle in wenigen Minuten berührungslos induktiv aufgeladen werden. Alle Versuche fielen erfolgreich aus, so dass der Flottenversuch 2004 weiter fortgesetzt wurde.^[151]

Im Frühjahr 2005 wurde in Shanghai ein „Capabus “genannter elektrischer Bus in den Probebetrieb geschickt. Er ist mit Superkondensatoren für die Rekuperation und den Fahrbetrieb ausgerüstet. Sie werden an den Haltestellen mit Hilfe der nur dort installierten Oberleitung für den Fahrbetrieb aufgeladen. 2013 sind in Shanghai bereits drei solcher Linien mit insgesamt 17 Bussen in Betrieb. Die Betreiber gehen davon aus, dass der Betrieb wegen der höheren Zyklusfestigkeit und der längeren Lebensdauer der Kondensatoren kostengünstiger als mit Li-Ionen-Akkumulatoren sein wird und über seine Betriebsdauer mehr als 200 000 US-Dollar Einsparungen gegenüber einem Dieselbetrieb erwirtschaften wird.^[152]^[153]

Ein anderes Konzept eines elektrischen Busses, das völlig ohne Oberleitung auskommt, wurde von derUniversity of Glamorgan(Wales) vorgestellt. Als Energiequelle wird sowohl Wasserstoff in Kombination mit einer Brennstoffzelle als auch Strom aus Solarzellen verwendet. Die Zwischenspeicherung erfolgt über parallelgeschaltete Akkus und Superkondensatoren. Dieser „Tribrid “genannte Bus dient dem Transport der Studenten auf dem Campus.^[154]^[155]

Motorsport

DieFIA,der internationale Dachverband des Automobilsports, hat im Jahre 2007 im Regelwerk für die Formel-1-Rennwagen erlaubt, dass imAntriebsstrangein 200-kW-Hybrid-Antrieb verwendet werden darf, der Superkondensatoren und Akkumulatoren in Parallelschaltung enthält.

Durch Einspeisen der Bremsenergie und Rücklieferung beim Beschleunigen lassen sich mit diesem „Kinetic Energy Recovery System “(KERS) etwa 20 % Treibstoff einsparen.^[156]^[157]^[158]

Unter den Regeln für Prototypen des 24-Stunden-Rennens vonLe Manswurde vonToyotaein Rennwagen, derToyota TS030 HybridLMP1, entwickelt, der einen Hybrid-Antriebsstrang besitzt und einen Energiespeicher zur Rückgewinnung der Bremsenergie nutzt, der mit Superkondensatoren bestückt ist.^[159]^[160]

Im Rennen 2012 fuhr dieser Sport-Prototyp seine schnellste Runde nur 1,055 Sekunden langsamer (3:24.842 gegenüber 3:23.787)^[161]als das schnellste Auto, einAudi R18 e-tron quattromit Schwungradspeicher. Diese beiden Fahrzeuge, die auf unterschiedliche Art und Weise die Bremsenergie zurückgewannen, waren die schnellsten Autos im Rennen.

Kraftfahrzeuge

In den bislang ausgeliefertenElektroautosundHybridfahrzeugen(HEV) sind, soweit bekannt, keine Superkondensatoren enthalten, weder im Antriebsstrang noch in der Rekuperation (sieheListe der Hybridautomobile in Serienfertigung), obwohl die Kondensatorindustrie große Anstrengungen unternommen hat, die Vorzüge der Kondensatoren deutlich herauszustellen.^[153]^[111]^[162]^[163]^[164]Die Speicherung der Bremsenergie erfolgt zurzeit (2014) beispielsweise mit Hilfe von Hochleistungs-Akkus imToyota PriusimHSD-Antriebsstrang,die für eine hohe Zyklusfestigkeit ausgelegt wurden. Die Differenz der zurückgewonnenen Rekuperationsenergie zwischen der Akku-Lösung und einer Lösung mit Superkondensatoren von schätzungsweise 10 % rechtfertigt den Einsatz von Superkondensatoren nicht, da die eigentliche Zielsetzung dieser Fahrzeuge eine längere Fahrleistung ist.

Jedoch haben alle bedeutenden Hersteller entsprechende Entwicklungen und Versuchsaufbauten auch mit Superkondensatoren bestückt bzw. haben Prototypen, die seit Jahren vorgestellt werden.^[165]Aber aufgrund des unterschiedlichen Spannungsverhaltens von Kondensator und Akku wird dasBatterie-Management-System^[166]mitGleichspannungswandlerund eine für den unterschiedlichen Spannungsverlauf ausgelegte Ansteuerelektronik deutlich schwieriger, was gleichbedeutend mit mehr Gewicht und höherem Preis ist.

Allerdings stellte Ende 2012 der HerstellerMazdafür denMazda 2Demio ein regeneratives Bremssystem mit Superkondensator zur Energiespeicherung vor,^[167]^[168]^[169]^[170]in dem die Vorteile der Superkondensatoren wie sehr hohe Spitzenstrombelastbarkeit und sehr große Zyklusfestigkeit verbunden mit langer Lebensdauer und guten Tieftemperatureigenschaften sowie eine große Zuverlässigkeit^[171]zur Geltung kommen. In diesemi-ELOOPgenannten System werden Superkondensatoren des Herstellers NCC,^[172]die speziell für die Verwendung in Fahrzeugen temperatur- und vibrationsfester konzipiert wurden, parallel zu Li-Ionen-Akkus als Speichereinheit genutzt. Mazda erwartet mit diesem System eine Energieersparnis von etwa 10 %.

Eine weitere Hybridfahrzeug-Modellreihe mit Superkondensatoren zur Bremsenergierückgewinnung waren die russischen Yo-Autos derё-mobilReihe. Der UnternehmerMichail Prochorowstellte 2010 Prototypen des ë-Concept und ë-Crossover vor, die einen Benzin-betriebenenRotationskolbenmotormit Generator im Dauerbetrieb für die Versorgung von zwei Elektromotoren nutzen. Ein Superkondensator stellt dem Motor beim Beschleunigen kurzfristig höhere Energie zur Verfügung und wird beim Abbremsen wieder geladen.^[173]^[174]Das von der russischen Regierung geförderte Projekt wurde 2014 eingestellt, da man die Marktchancen ungünstig bewertete. Im ersten Quartal 2023 wurde eine Mobility-Speicherbatterie für Elektrofahrzeuge namens „Batterix “von Enercap, einem Partner der Emtel Group, erfolgreich getestet, um 460 Wh/kg Energie mit einer Kondensatorzelle auf Graphitionenbasis zu speichern, was eine deutliche Verbesserung gegenüber der vorherigen darstellt Modelle.^[175]

Neuentwicklungen

Handelsübliche Superkondensatoren für professionelle Anwendungen standen 2013 mit einer Energiedichte von etwa 6 Wh/kg, Lithium-Ionen-Kondensatoren mit etwa 15 Wh/kg zur Verfügung. Mit diesen Werten haben Superkondensatoren eine deutlich geringere Energiespeicherfähigkeit als moderne Akkumulatoren. Um speziell den sich abzeichnenden Massenmarkt für Elektro- und Hybridfahrzeuge noch erreichen zu können, sind eine große Anzahl von Forschungs- und Entwicklungsabteilungen in vielen Unternehmen und Hochschulen dabei, Fortschritte bei diesen speziellen Kondensatoren zu entwickeln.^[176]^[67]Zielsetzungen der Forschungsprojekte sind Erhöhung der spezifischen Kapazität durch Entwicklung neuer nanostrukturierter Elektroden^[56],maßgeschneiderte Porenstrukturen zur Erhöhung der Pseudokapazität, Verringerung des Innenwiderstandes und somit Erhöhung der Leistungsdichte, Erhöhung der Spannungs- und Temperaturfestigkeit, Verbesserung der chemischen Stabilität der Elektroden sowie Kostenreduzierung durch Automatisierung in der Produktion und preiswertere Basismaterialien.

Hier einige angekündigte Neuentwicklungen der letzten Jahre:

Neuentwicklungen
Titel der Neuentwicklung	Datum	Energiedichte (Fußnote)	Leistungsdichte	Zyklen	Spez. Kapazität	Hinweise
Graphen-Elektroden in Subnanometer Konfiguration mit hoher Ionendichte^[177]	2013	60 Wh/l				Poröse, dicht gepackten Graphenelektroden mit großer Oberfläche, die mit Kapillarkräften eine hohe Ionendichte bewirken
Elektrode mit vertikal angeordneten Kohlenstoffnanoröhren^[15]^[50]	2007 2009 2013	13,50 Wh/kg	37,12 W/g	300 000		Erste Anwendung siehe:^[178]
Elektrode aus „zerknüllten “eindimensionalen Graphenschichten^[47]^[46]^[179]	2010	85,6 Wh/kg			550 F/g	Die Elektroden mit zweidimensionaler Struktur formen Mesoporen mit großer Pseudokapazität.
Maßgeschneiderte dreidimensionale kristalline Graphitelektrode^[180]^[181]	2011	85 Wh/kg		>10 000	550 F/g	Chemisch aktiviertesGraphitmit dreidimensionaler kristalliner Elektrodenstruktur mit Meso/Makroporen
Aktivierter Graphen-basierter Kohlenstoff mit Makro- und Mesoporen^[182]	2013	74 Wh/kg				Dreidimensionale Porenstruktur in graphenabgeleitetem Kohlenstoff mit Mesoporen, die in Makroporen integriert sind und eine Oberfläche von 3290 m²/g besitzen
Dreidimensionale poröse Graphen-Elektrode^[183]	2013	98 Wh/kg			231 F/g	Dreidimensionales Graphen-basierter Elektrodenmaterial aus einlagigen gefalteten Graphenschichten mit kovalenten Bindungen
SWNT Kompositelektrode^[184]	2011		990 kW/kg			Kompositelektrode mit einwandigen Kohlenstoffnanoröhren mit einer maßgeschneiderten Porenstruktur in der Größenordnung der Meso- und Makroporen
Konjugiertemikroporöse Elektrode aus leitfähigem Polymer^[185]^[186]	2011	53 Wh/kg		10 000		Das „Aza-Fused π-Conjugated Microporous Framework “ist ein mikroporöses Polymer (CMP), in dem sich in seinen Doppelbindungen einige Elektronen als „Elektronenwolke “frei bewegen können, und ist geeignet für eine große Pseudokapazität.
Nickelhydroxid-Kompositelektrode^[187]	2012	50,6 Wh/kg			3300 F/g	Asymmetrische Komposit-Elektrode, auf der Nickelhydroxid als Nanoflocken auf Kohlenstoffnanoröhren eingelagert sind, gekoppelt mit einer Kohlenstoff-Elektrode für einen Hybridkondensator mit 1,8 V Zellenspannung
Batterieelektroden Nano-Hybrid-Kondensator^[188]	2012	40 Wh/l	7,5 kW/l	10 000		Li₄Ti₅O₁₂(LTO) eingelagert in Kohlenstoffnanofasern (CNF) gekoppelt mit einer Elektrode aus Aktivkohle
Kohlenstoff-Aerogel-Kompositelektrode mit eingelagertemNickel-Cobaltit^[37]	2012	53 Wh/kg	2,25 kW/kg		1700 F/g	Preiswerte und umweltfreundliche Nickel-Cobaltit-(NiCo₂O₄)Nanokristalle eingelagert in eine Kohlenstoff-Aerogel-Elektrode ergeben eine hohe Pseudokapazität.
Mangandioxid-Kompositelektrode mit interkaliertem Natrium^[189]	2013	110 Wh/kg			1000 F/g	Elektrochemisch interkalierte Natrium-Ionen (Na⁺) in einer Mangandioxid-Elektrode MnO₂für schnellen Ionentransport mit hoher Pseudokapazität.
Graphen-basierte planare Mikro-Superkondensatoren für “on-chip” Energiespeicherung^[190]	2013	2,42 Wh/l				Integration von Superkondensator-Strukturen zur Entkopplung von Störfrequenzen.
Quanteneffekt-Superkondensatoren ^[29]^[191]^[192]^[193]^[194]	2013	480 Wh/kg				Quantensuperkondensatoren weisen in ihren Elektroden sehr kleine Cluster (Nanocluster) ausdipolarenMetalloxiden in derRutilstrukturauf. Die Energiespeicherung erfolgt durch Beladen der Cluster mit Elektronen. Dabei wird derTunneleffektgenutzt.

Die Erforschung neuer Elektrodenmaterialien macht Messmethoden erforderlich, die die Eigenschaften nur einer Elektrode anzeigen.^[195]Durch die Benutzung einer Gegenelektrode, die die Messungen an der Testelektrode nicht beeinflusst, kann die Charakteristik einer neuentwickelten Elektrode erfasst werden. Die Energie- und die Leistungsdichte eines kompletten Superkondensators mit der neuentwickelten Elektrode beträgt meist nur etwa 1/3 des für die Elektrode gemessenen Wertes.

Markt

Das Marktvolumen für Superkondensatoren im Jahre 2016 lag bei etwa 240 Mio. US-Dollar.^[196]

Verglichen mit dem Markt für Batterien im Jahre 2009 von 36,3 Milliarden US-Dollar, Akkumulatoren von 11,2 Milliarden US-Dollar (geschätzt vonFrost & Sullivan)^[197]und für Kondensatoren mit etwa 18 Milliarden US-Dollar im Jahre 2008^[198]ist der Markt der Superkondensatoren noch ein Nischenmarkt. Diese Quelle sagt jedoch ein deutliches Wachstum voraus und schätzt den Markt im Jahre 2026 auf 2 Milliarden US$.

Von anderer Seite wird für Superkondensatoren ein Marktwachstum auf etwa 3,5 Milliarden US-Dollar im Jahr 2020 vorausgesagt,^[199]für den Fall, dass die Kondensatoren insbesondere für die Rekuperation von Bremsenergie im privaten PKW-Bereich, aber auch für andere Bereiche der „grünen “Energieeinsparung eingesetzt werden.

Die Preise für Superkondensatoren sinken. Wurde im Jahre 2010 noch ein Preis von typisch 10 000 Dollar pro kWh genannt,^[200]so wird vomCleantech-online-MagazinCleanTechnicader Preis für Superkondensatoren pro kWh im Jahre 2016 mit 2400 bis 6000 Dollar geschätzt, für Lithium-Ionen-Hybrid-Superkondensatoren auf 500 bis 1000 Dollar.^[196]

Der Marktpreis für 3000-F-Superkondensatoren sank^[201]von 5000 Dollar im Jahr 2000 auf 50 Dollar im Jahre 2011.

Literatur

Héctor D. Abruña,Yasuyuki Kiya, Jay C. Henderson:Batteries and electrochemical capacitors.In:Physics Today.Nr.12,2008,S.43–47(Online[PDF]).
F. Béguin, E. Raymundo-Piñero, E. Frackowiak:Carbons for Electrochemical Energy Storage and Conversion Systems.Chapter 8:Electrical Double-Layer Capacitors and Pseudocapacitors.CRC Press, 2009,ISBN 978-1-4200-5307-4,S. 329–375. (E-Book,ISBN 978-1-4200-5540-5,doi:10.1201/9781420055405-c8)
J. O’M. Bockris, M. A. V. Devanathan, K. Muller:On the Structure of Charged Interfaces.In:Proceedings of the Royal Society.Band274,Nr.1356,1963,S.55–79,doi:10.1098/rspa.1963.0114.
B. E. Conway:Electrochemical Supercapacitors: Scientific Fundamentals and Technological Applications.Springer, Berlin 1999,ISBN 0-306-45736-9(eingeschränkte Vorschauin der Google-Buchsuche).
Farzad Ebrahimi (Hrsg.):Nanocomposites – New Trends and Developments.InTech, 2012,ISBN 978-953-510-762-0,doi:10.5772/3389(Open-Access-Buch).
Kim Kinoshita:Carbon: Electrochemical and Physicochemical Properties.1 edition Auflage. Wiley-Interscience, New York 1988,ISBN 0-471-84802-6.
K. W. Leitner, M. Winter, J. O. Besenhard:Composite supercapacitor electrodes.In:Journal of Solid State Electrochemistry.Band8,Nr.1,5. August 2003,S.15–16,doi:10.1007/s10008-003-0412-x.
Dagmar Oertel:Energiespeicher – Stand und Perspektiven.In:TABArbeitsbericht.Nr.123,2008,S.86–92(tab-beim-bundestag.de[PDF] Abschnitt: Elektrochemische Kondensatoren).
Volkmar M. Schmidt:Elektrochemische Verfahrenstechnik. Grundlagen, Reaktionstechnik, Prozessoptimierung.Wiley-VCH, Weinheim 2003,ISBN 3-527-29958-0,Kapitel 7:Elektrochemische Energietechnik,S.539–639(eingeschränkte Vorschauin der Google-Buchsuche).
Yu M. Vol’fkovich, T. M. Serdyuk:Electrochemical Capacitors.In:Russian Journal of Electrochemistry.Band38,Nr.9,1. September 2002,S.935–959,doi:10.1023/A:1020220425954.
Jiujun Zhang, Lei Zhang, Hansan Liu, Andy Sun, Ru-Shi Liu:Electrochemical Technologies for Energy Storage and Conversion.Band1.Wiley-VCH, Weinheim 2011,ISBN 978-3-527-32869-7,Kapitel 8:Electrochemical Supercapacitors,S.317–376(eingeschränkte Vorschauin der Google-Buchsuche).

Weblinks

Commons:Superkondensatoren– Sammlung von Bildern, Videos und Audiodateien

Berechnungstool gespeicherter und nutzbarer Energie in Superkondensatoren

Einzelnachweise

↑^a^b^c^d^eB. E. Conway:Electrochemical Supercapacitors: Scientific Fundamentals and Technological Applications.Springer, Berlin 1999,ISBN 0-306-45736-9,S.1–8(eingeschränkte Vorschauin der Google-Buchsuche).Siehe auch unterBrian E. Conway in Electrochemistry Encyclopedia:ELECTROCHEMICAL CAPACITORS Their Nature, Function, and Applications(Mementovom 30. April 2012 imInternet Archive) (abgerufen am 7. Dezember 2015)
↑^a^b^c^d^eMarin S. Halper, James C. Ellenbogen:Supercapacitors: A Brief Overview.(PDF) In:MITRE Nanosystems Group.März 2006, archiviert vomOriginal(nicht mehr online verfügbar) am20. März 2013;abgerufen am 7. Dezember 2015(englisch).Info:Der Archivlink wurde automatisch eingesetzt und noch nicht geprüft. Bitte prüfe Original- und Archivlink gemäßAnleitungund entferne dann diesen Hinweis.@1@2Vorlage:Webachiv/IABot/ mitre.org
↑^a^b^c^d^eAdam Marcus Namisnyk and J. G. Zhu:A Survey of Electrochemical Super-Capacitor Technology.2003 (citeseerx.ist.psu.edu[PDF; abgerufen am 7. Dezember 2015] Bachelor-Arbeit; University of Technology, Sydney; 2003).
↑^a^b^c^dZbigniew Stojek:The Electrical Double Layer and Its Structure.In:Fritz Scholz(Hrsg.):Electroanalytical Methods: Guide to Experiments and Applications.Springer, Berlin/Heidelberg 2010,ISBN 978-3-642-02914-1,S.3–10(online[abgerufen am 5. Januar 2014]).
↑^a^bB. E. Conway, W. G. Pell:Double-layer and pseudocapacitance types of electrochemical capacitors and their applications to the development of hybrid devices.In:Journal of Solid State Electrochemistry.7, 2003, S. 637,doi:10.1007/s10008-003-0395-7.
↑^a^bMustapha Jammal:Stand der Technik und Anwendung von Superkondensatoren.GRIN Verlag, 2010,ISBN 978-3-640-52396-2(eingeschränkte Vorschauin der Google-Buchsuche).
↑Elton Capacitor cells(Mementovom 23. Juni 2013 imInternet Archive), abgerufen am 3. Januar 2014
↑PatentUS2800616:Low voltage electrolytic capacitor.Veröffentlicht am23. Juli 1957,Erfinder: H. I. Becker.
↑J. Ho, T. R. Jow, S. Boggs:Historical Introduction to Capacitor Technology.(MementodesOriginalsvom 5. Dezember 2016 imInternet Archive)Info:Der Archivlink wurde automatisch eingesetzt und noch nicht geprüft. Bitte prüfe Original- und Archivlink gemäßAnleitungund entferne dann diesen Hinweis.@1@2Vorlage:Webachiv/IABot/ ifre.re.kr(PDF) (abgerufen am 5. Januar 2014)
↑A brief history of supercapacitors.(Mementovom 6. Januar 2014 imInternet Archive) (PDF; 1,5 MB) AUTUMN 2007 – Batteries & Energy Storage Technology, abgerufen am 5. Januar 2014
↑PatentUS3288641:Electrical energy storage apparatus.Veröffentlicht am29. November 1966,Erfinder: R. A. Rightmire.
↑PatentUS3536963:Electrolytic capacitor having carbon paste electrodes.Veröffentlicht am27. Oktober 1970,Erfinder: D. L. Boos.
↑Panasonic, Electric Double Layer Capacitor, Technical guide,1. Introduction,PDF(Mementovom 9. Januar 2014 imInternet Archive)
↑DynaCap(MementodesOriginalsvom 13. März 2015 imInternet Archive)Info:Der Archivlink wurde automatisch eingesetzt und noch nicht geprüft. Bitte prüfe Original- und Archivlink gemäßAnleitungund entferne dann diesen Hinweis.@1@2Vorlage:Webachiv/IABot/ elna.co.jp,ELNA CO., LTD, abgerufen am 16. Mai 2013
↑^a^b^cJoel Schindall:The Charge of the Ultra – Capacitors.ieee spectrum, Seite 2, November 2007, abgerufen am 5. Januar 2014
↑B. E. Conway:Transition from ‘Supercapacitor’ to ‘Battery’ Behavior in Electrochemical Energy Storage.In:Journal of The Electrochemical Society.Band138,Nr.6,Mai 1991,S.1539–1548,doi:10.1149/1.2085829(ecsdl.org[PDF]).
↑PatentUS5369547:Energy Density Electrolytic-Electrochemical Hybrid Capacitor.Veröffentlicht am29. November 1994,Erfinder: Evans.
↑David A. Evans (Evans Company):High Energy Density Electrolytic-Electrochemical Hybrid Capacitor.InProceedings of the 14th Capacitor & Resistor Technology Symposium,22. März 1994 (PDF(MementodesOriginalsvom 4. März 2016 imInternet Archive)Info:Der Archivlink wurde automatisch eingesetzt und noch nicht geprüft. Bitte prüfe Original- und Archivlink gemäßAnleitungund entferne dann diesen Hinweis.@1@2Vorlage:Webachiv/IABot/ evanscap,abgerufen am 5. Januar 2014)
↑Capattery® SeriesEvans Capacitor Company 2007 (abgerufen am 5. Januar 2014)
↑David A. Evans:The Littlest Big Capacitor – an Evans Hybrid.Technical Paper – Evans Capacitor Company 2007, abgerufen am 5. Januar 2014
↑FDK Historie 2000s.FDK Corporation, Corporate Information, abgerufen am 5. Januar 2014
↑^a^b^cJ. M. Miller (Maxwell Technologies Inc.):Energy Storage Technology, Markets and Applications, Ultracapacitor’s in Combination with Lithium-ion.IEEE Rock River Valley, IL, Section, 26. April 2007 (PDF), (abgerufen am 5. Januar 2014)
↑^a^b^c^d^eE. Frackowiak, F. Beguin:Carbon Materials For The Electrochemical Storage Of Energy In Capacitors.In:CARBON.39, 2001, S. 937–950 (PDF) und E. Frackowiak, K. Jurewicz, S. Delpeux, F. Béguin:Nanotubular Materials For Supercapacitors.InJournal of Power Sources.Volumes 97–98, Juli 2001, S. 822–825,doi:10.1016/S0378-7753(01)00736-4
↑Roy Peter Richner, Entwicklung neuartig gebundener Kohlenstoffmaterialien für elektrische Doppelschichtkondensatorelektroden, DISS.ETH Nr. 14413, 2001e-collection.library.ethz.ch(abgerufen am 5. Januar 2014)
↑^a^bB. P. Bakhmatyuk, B. Y. Venhryn, I. I. Grygorchak, M. M. Micov, S. I. Mudry:Intercalation Pseudo-Capacitance In Carbon Systems Of Energy Storage.In:Rev. Adv. Mater. Sci.Band14,2007,S.151–156(ipme.ru[PDF; abgerufen am 5. Januar 2014]).
↑^a^b^c^d^eA. G. Pandolfo, A. F. Hollenkamp:Carbon properties and their role in supercapacitors.In:Journal of Power Sources.Band157,Nr.1,19. Juni 2006,S.11–27,doi:10.1016/j.jpowsour.2006.02.065.
↑^a^b^c^dPatrice Simon, A. F. Burke:Nanostructured carbons: double-layer capacitance and more.In:The electrochemical society interface.Band17,Nr.1,2008,S.38(electrochem.org[PDF;633kB;abgerufen am 1. Februar 2015]).
↑K. Kinoshita:Carbon, Electrochemical and Physicochemical Properties.John Wiley & Sons, New York 1988,ISBN 0-471-84802-6
↑^a^b^cDagmar Oertel:Sachstandsbericht zum Monitoring »Nachhaltige Energieversorgung« Energiespeicher – Stand und Perspektiven.InArbeitsbericht Nr. 123,S. 86ff (Abschnitt: Elektrochemische Kondensatoren;PDF)
↑Jorge Laine, Simon Yunes:Effect of the preparation method on the pore size distribution of activated carbon from coconut shell.In:Carbon.Vol. 30,Nr.4,1992,S.601–604,doi:10.1016/0008-6223(92)90178-Y.
↑CHUNSHENG DU, NING PAN, Carbon Nanotube-Based Supercapacitors, NANOTECHNOLOGY LAW &BUSINESS, MARCH 2007,PDF
↑U. Fischer, R. Saliger, V. Bock, R. Petricevic, J. Fricke:Carbon Aerogels as Electrode Material in Supercapacitors.In:Journal of Porous Materials.4. Jahrgang,Nr.4,1997,S.281–285,doi:10.1023/A:1009629423578.
↑M. LaClair:Replacing Energy Storage with Carbon Aerogel Supercapacitors.In:Power Electronics, Feb 1, 2003, Cooper Electronic Technologies, Boynton Beach FL.(powerelectronics[abgerufen am 29. Januar 2013]).
↑EJ Lerner:Less is more with aerogels: A laboratory curiosity develops practical uses.In:The Industrial Physicist,2004
↑M. LaClair:Replacing Energy Storage with Carbon Aerogel Supercapacitors.Power Electronics, 1. Februar 2003, Cooper Electronic Technologies, Boynton Beach FL
↑Nanomaterials: Solid carbon, springy and light.InNature494, 2013, S. 404,doi:10.1038/494404a
↑^a^bHsing-Chi Chien, Wei-Yun Cheng, Yong-Hui Wang, Shih-Yuan Lu:Ultrahigh Specific Capacitances for Supercapacitors Achieved by Nickel Cobaltite/Carbon Aerogel Composites.In:Advanced Functional Materials.Band22,Nr.23,2012,S.5038–5043,doi:10.1002/adfm.201201176.
↑Volker Presser, Min Heon, Yury Gogotsi:Carbide-Derived Carbons – From Porous Networks to Nanotubes and Graphene.In:Advanced Functional Materials.Band21,Nr.5,2011,S.810–833,doi:10.1002/adfm.201002094.
↑Y. Korenblit, M. Rose, E. Kockrick, L. Borchardt, A. Kvit, St. Kaskel, G. Yushin,High-Rate Electrochemical Capacitors Based on Ordered Mesoporous Silicon Carbide-Derived Carbon(Mementovom 10. Januar 2014 imInternet Archive) (PDF; 472 kB)
↑SkelCap Ultracapacitors.Skeletontech, archiviert vomOriginalam13. Mai 2013;abgerufen am 29. Mai 2013.
↑Michael Mullaney, Rensselaer Polytechnic Institute, 3-Aug-2007,Beyond batteries: Storing power in a sheet of paper
↑J. J. Yoo, K. Balakrishnan, J. Huang, V. Meunier, B. G. Sumpter, A. Srivastava, M. Conway, A. L. M. Reddy, J. Yu, R. Vajtai, P. M. Ajayan:Ultrathin Planar Graphene Supercapacitors.In:Nano Letters.Band11,Nr.4,2011,S.1423–1427,doi:10.1021/nl200225j.
↑University of Texas at Austin:Breakthrough In Energy Storage: New Carbon Material Shows Promise Of Storing Large Quantities Of Renewable Electrical Energy.ScienceDaily, 17. September 2008, abgerufen am 27. Januar 2014
↑PhysOrg, Jennifer Marcus, March 15, 2012,Researchers develop graphene supercapacitor holding promise for portable electronics
↑John R. Miller, R. A. Outlaw, B. C. Holloway:Graphene Double-Layer Capacitor with ac Line-Filtering Performance.In:Science.Band329,Nr.5999,2010,S.1637–1639,doi:10.1126/science.1194372.
↑^a^bPrachi Patel:Elektroden aus zerknülltem Kohlenstoff.Technology Review, 9. Dezember 2010, abgerufen am 27. Januar 2014
↑^a^bphysicsworld Graphene supercapacitor breaks storage record
↑Chenguang Liu, Zhenning Yu, Bor Z. Jang, Aruna Zhamu, Bor Z. Jang:Graphene-Based Supercapacitor with an Ultrahigh Energy Density.In:Nano Letters.10. Jahrgang,Nr.12.American Chemical Society, 2010,S.4863–4868,doi:10.1021/nl102661q.
↑^a^bWen Lu:Carbon Nanotube Supercapacitors.(PDF; 1,9 MB) ADA Technologies Inc
↑^a^bR. Signorelli, D. C. Ku, J. G. Kassakian, J. E. Schindall:Electrochemical Double-Layer Capacitors Using Carbon Nanotube Electrode Structures.In:Proceedings of the IEEE.Band97,Nr.11,November 2009,S.1837–1847,doi:10.1109/JPROC.2009.2030240(Volltext[abgerufen am 29. Januar 2013]).
↑B. Zhang, J. Liang, C. L. Xu, B. Q. Wei, D. B. Ruan, D. H. Wu:Electric double-layer capacitors using carbon nanotube electrodes and organic electrolyte.In:Materials Letters.Band51,Nr.6,Dezember 2001,S.539–542,doi:10.1016/S0167-577X(01)00352-4.
↑Qiao-Ling Chen, Kuan-Hong Xue, Wei Shen, Fei-Fei Tao, Shou-Yin Yin, Wen Xu:Fabrication and electrochemical properties of carbon nanotube array electrode for supercapacitors.In:Electrochimica Acta.Band49,Nr.24,30. September 2004,S.4157–4161,doi:10.1016/j.electacta.2004.04.010.
↑Chunsheng Du, Ning Pan:Carbon Nanotube-Based Supercapacitors.In:Nanotechnology Law & Business.Band4,2007,S.569–576.
↑S. Arepalli, H. Fireman, C. Huffman, P. Moloney, P. Nikolaev, L. Yowell, C.D. Higgins, K. Kim, P.A. Kohl, S.P. Turano, and W.J. Ready:Carbon-Nanotube-Based Electrochemical Double-Layer Capacitor Technologies for Spaceflight Applications.In:JOM.2005,S.24–31(naca.larc.nasa.gov(MementodesOriginalsvom 20. Dezember 2015 imInternet Archive) [abgerufen am 7. Dezember 2015]).Info:Der Archivlink wurde automatisch eingesetzt und noch nicht geprüft. Bitte prüfe Original- und Archivlink gemäßAnleitungund entferne dann diesen Hinweis.@1@2
↑A.C. Dillon:Carbon Nanotubes for Photoconversion and Electrical Energy Storage.In:Chem. Rev.110. Jahrgang,Nr.11,2010,S.6856–6872,doi:10.1021/cr9003314,PMID 20839769.
↑^a^bJian Li, Xiaoqian Cheng, Alexey Shashurin, Michael Keidar:Review of Electrochemical Capacitors Based on Carbon Nanotubes and Graphene.InGraphene,2012, 1, 1–13,doi:10.4236/graphene.2012.11001
↑S. Akbulut:Optimization of Carbon Nanotube Supercapacitor Electrode.(PDF; 5 MB) Graduate School of Vanderbilt University, Nashville TN August 2011
↑M. Jayalakshmi, K. Balasubramanian:Simple Capacitors to Supercapacitors – An Overview.(PDF; 901 kB) In:Int. J. Electrochem. Sci.,3, 2008, S. 1196–1217
↑J. P. Zheng, P. J. Cygan, T. R. Jow:Hydrous Ruthenium Oxide as an Electrode Material for Electrochemical Capacitors.In:Journal of The Electrochemical Society.Band142,Nr.8,8. Januar 1995,S.2699–2703,doi:10.1149/1.2050077.
↑J. P. Zheng, T. R. Jow:High energy and high power density electrochemical capacitors.InJournal of Power Sources.Vol 62, Nr. 2, October 1996, S. 155–159,doi:10.1016/S0378-7753(96)02424-X
↑P. Simon, Y.Gogotsi,Materials for electrochemical capacitors, nature materials(PDF; 1 MB), VOL 7, NOVEMBER 2008
↑Héctor D. Abruña:Batteries and electrochemical capacitors(MementodesOriginalsvom 4. März 2016 imInternet Archive)Info:Der Archivlink wurde automatisch eingesetzt und noch nicht geprüft. Bitte prüfe Original- und Archivlink gemäßAnleitungund entferne dann diesen Hinweis.@1@2.(PDF; 511 kB) American Institute of Physics, Dezember 2008
↑Volkmar M. Schmidt:Elektrochemische Verfahrenstechnik. Grundlagen, Reaktionstechnik, Prozessoptimierung.Wiley-VCH, Weinheim 2003,ISBN 3-527-29958-0,S.584(eingeschränkte Vorschauin der Google-Buchsuche).
↑Yu.M. Volfkovich, A.A. Mikhailin, D.A. Bograchev, V.E. Sosenkin, V.S. Bagotsky:Studies of Supercapacitor Carbon Electrodes with High Pseudocapacitance.(PDF; 990 kB) A. N. Frumkin Institute of Physical Chemistry and Electrochemistry, Russian Academy of Sciences, Moscow, Russia, Ujjal Kumar Sur (Ed.),ISBN 978-953-307-830-4
↑M. Morita, M. Araki, N. Yoshimoto:Pseudo-capacitance of Activated Carbon Fiber Coated by Polythiophenes.In2004 Joint International Meeting, E1 – Electrochemical Capacitor and Hybrid Power Sources.Electrochemical Society, 3.–8. Okt. 2004 (Abs# 676,PDF)
↑E. Frackowiak, V. Khomenko, K. Jurewicz, K. Lota, F. Béguin:Supercapacitors based on conducting polymers/nanotubes composites.In:Journal of Power Sources.Band153,Nr.2,28. Februar 2006,S.413–418,doi:10.1016/j.jpowsour.2005.05.030.
↑^a^bK. Naoi, P. Simon:New Materials and New Configurations for Advanced Electrochemical Capacitors.ECS, Vol. 17, No. 1, Spring 2008,PDF
↑H. Gualous et al.:Lithium Ion capacitor characterization and modelling.ESSCAP’08 – 3rd European Symposium on Supercapacitors and Applications, Rome/Italy 2008,PDF
↑V. Ruiz, C. Blanco, E. Raymundo-Piñero, V. Khomenko, F. Béguin:Effects of thermal treatment of activated carbon on the electrochemical behaviour in supercapacitors.In:Electrochimica Acta.Band52,Nr.15,20. April 2007,S.4969–4973,doi:10.1016/j.electacta.2007.01.071.
↑L. Demarconnay, E. Raymundo-Piñero, F. Béguin:A symmetric carbon/carbon supercapacitor operating at 1.6 V by using a neutral aqueous solution.In:Electrochemistry Communications.Band12,Nr.10,1. Oktober 2010,S.1275–1278,doi:10.1016/j.elecom.2010.06.036.
↑Matthias Dötterl:Hauptseminar Supercapacitors Superkondensatoren.(PowerPoint), 12. Dezember 2006, abgerufen am 28. Juli 2013
↑Aneeya K. Samantara, Satyajit Ratha:Materials Development for Active/Passive Components of a Supercapacitor.In:SpringerBriefs in Materials.2018,doi:10.1007/978-981-10-7263-5.
↑Lars H. Hess, Ladyna Wittscher, Andrea Balducci:The impact of carbonate solvents on the self-discharge, thermal stability and performance retention of high voltage electrochemical double layer capacitors.In:Physical Chemistry Chemical Physics.Band21,Nr.18,2019,S.9089–9097,doi:10.1039/C9CP00483A.
↑G. Bühler:ULTRACAPS – EIGENSCHAFTEN UND EINSATZGEBIETE(MementodesOriginalsvom 29. Dezember 2014 imInternet Archive)Info:Der Archivlink wurde automatisch eingesetzt und noch nicht geprüft. Bitte prüfe Original- und Archivlink gemäßAnleitungund entferne dann diesen Hinweis.@1@2.(PDF; 289 kB) In: JAHRESBERICHT 2000 des IMAB derTU Braunschweig,abgerufen am 23. Juli 2012
↑NESSCAP ULTRACAPACITOR – TECHNICAL GUIDE.(PDF; 337 kB) NESSCAP Co., Ltd. 2008, abgerufen am 23. Juli 2012
↑^a^bProduct Guide – Maxwell Technologies BOOSTCAP Ultracapacitors(MementodesOriginalsvom 12. Mai 2013 imInternet Archive)Info:Der Archivlink wurde automatisch eingesetzt und noch nicht geprüft. Bitte prüfe Original- und Archivlink gemäßAnleitungund entferne dann diesen Hinweis.@1@2Vorlage:Webachiv/IABot/ maxwell(PDF; 267 kB) Maxwell Technologies, Inc. 2009, Doc. No. 1014627.1, abgerufen am 7. Dezember 2015
↑Angaben der Fa. Dreamartist Webmedia:Akkuvergleich und Energiedichte verschiedener Akkutypen(MementodesOriginalsvom 22. Februar 2019 imInternet Archive)Info:Der Archivlink wurde automatisch eingesetzt und noch nicht geprüft. Bitte prüfe Original- und Archivlink gemäßAnleitungund entferne dann diesen Hinweis.@1@2Vorlage:Webachiv/IABot/ akku-abc.de,abgerufen am 21. Feb. 2019
↑P. Kurzweil:ac Impedance Spectroscopy – A Powerful Tool For The Characterization Of Materials And Electrochemical Power Sources,in:Proceedings of the 14th International Seminar On Double Layer Capacitors,Deerfield Beach (FL), USA, 6.–8. Dez. 2004, Seite 3, abgerufen am 21. Feb. 2019
↑Maxwell, K2 series,PDF(MementodesOriginalsvom 17. Juli 2013 imInternet Archive)Info:Der Archivlink wurde automatisch eingesetzt und noch nicht geprüft. Bitte prüfe Original- und Archivlink gemäßAnleitungund entferne dann diesen Hinweis.@1@2Vorlage:Webachiv/IABot/ maxwell
↑APPLICATION NOTE – Energy Storage Modules Life Duration Estimation.(PDF; 150 kB) Maxwell Technologies, Inc. 2007, abgerufen am 30. Januar 2013
↑Gold capacitors Characteristics data.(Mementovom 11. Januar 2014 imInternet Archive) (PDF; 409 kB) In:Technical Guide of Electric Double Layer Capacitors,Edition 7.4, Panasonic Electronic Devices, 2011
↑APowerCap
↑AVX Kyocera, BestCap®(PDF; 869 kB)
↑Cap-XX
↑CDE Cornell Dubilier Supercapacitor
↑Cooper Bussmann, PowerStor(MementodesOriginalsvom 20. Dezember 2015 imInternet Archive)Info:Der Archivlink wurde automatisch eingesetzt und noch nicht geprüft. Bitte prüfe Original- und Archivlink gemäßAnleitungund entferne dann diesen Hinweis.@1@2
↑Elna, DYNACAP(PDF; 6,7 MB)
↑Evans Capacitor Company, Capattery
↑Green Tech
↑Beijing HCC Energy Technology Co., HCAP
↑Illinois Capacitor Inc., Supercapacitor
↑Supercapacitor
↑JSR Micro, Ultimo
↑Korchip, STARCAP(MementodesOriginalsvom 20. Dezember 2015 imInternet Archive)Info:Der Archivlink wurde automatisch eingesetzt und noch nicht geprüft. Bitte prüfe Original- und Archivlink gemäßAnleitungund entferne dann diesen Hinweis.@1@2Vorlage:Webachiv/IABot/ korchip
↑LSMtron, Ultracapacitor
↑Maxwell Technologies, Ultracapacitor
↑Murata Manufacturing Co., EDLC(MementodesOriginalsvom 15. April 2014 imInternet Archive)Info:Der Archivlink wurde automatisch eingesetzt und noch nicht geprüft. Bitte prüfe Original- und Archivlink gemäßAnleitungund entferne dann diesen Hinweis.@1@2Vorlage:Webachiv/IABot/ murata
↑NEC Tokin, Supercapacitor(Mementovom 22. Februar 2012 imInternet Archive)
↑Nesscap Energy Inc.(Mementovom 27. Juni 2013 imInternet Archive)
↑Nichicon, EVerCAP
↑Nippon Chemi-Con, NCC, ECC, UCC, DLCCAP(MementodesOriginalsvom 15. April 2014 imInternet Archive)Info:Der Archivlink wurde automatisch eingesetzt und noch nicht geprüft. Bitte prüfe Original- und Archivlink gemäßAnleitungund entferne dann diesen Hinweis.@1@2Vorlage:Webachiv/IABot/ chemi-con.co.jp
↑Panasonic, Matsushita, Goldcap
↑Samwha Electric Co.(Mementovom 22. Dezember 2015 imInternet Archive)
↑Skeleton, SkelCap(PDF; 9,1 MB)
↑Taiyo Yuden, PAS Capacitor, LIC Capacitor(Mementovom 8. Mai 2013 imInternet Archive)
↑Vina Technology Co., Hy-Cap
↑Vishay, 196 HVC ENYCAP™
↑Wima Spezialvertrieb Elektronischer Bauelemente, SuperCaps
↑YEC Yeon Long Technologies, Kapton capacitor(MementodesOriginalsvom 17. Juni 2018 imInternet Archive)Info:Der Archivlink wurde automatisch eingesetzt und noch nicht geprüft. Bitte prüfe Original- und Archivlink gemäßAnleitungund entferne dann diesen Hinweis.@1@2Vorlage:Webachiv/IABot/ yec.tw
↑Yunasco
↑^a^bP. Van den Bossche u. a.:The Cell versus the System: Standardization challenges for electricity storage devices@1@2Vorlage:Toter Link/ cars21(Seite nicht mehr abrufbar,festgestellt im März 2019.Suche in Webarchiven)(PDF; 976 kB)EVS24 International Battery, Hybrid and Fuel Cell Electric Vehicle Symposium, Stavanger/Norway 2009
↑Normen-Bezugsquelle:Beuth Verlag
↑Graham PitcherIf the cap fits..(Mementovom 13. Januar 2015 imInternet Archive) (PDF; 184 kB). New Electronics. 26 March 2006
↑^a^b^c^dR. Gallay, Garmanage,Technologies and applications of Supercapacitors(Mementovom 29. März 2017 imInternet Archive) (PDF; 3,2 MB), University of Mondragon, June 22th 2012
↑Ultracapacitor LED Flashlight Charges In 90 Seconds – Slashdot.Tech.slashdot.org, 10. Dezember 2008,abgerufen am 21. Oktober 2013.
↑Light For Life Flashlightthefutureofthings
↑Coleman FlashCell Cordless Screwdriver Recharges In Just 90 Seconds.OhGizmo!, 11. September 2007, archiviert vomOriginalam7. März 2012;abgerufen am 29. Mai 2013.Info:Der Archivlink wurde automatisch eingesetzt und noch nicht geprüft. Bitte prüfe Original- und Archivlink gemäßAnleitungund entferne dann diesen Hinweis.@1@2Vorlage:Webachiv/IABot/ ohgizmo
↑Helium Bluetooth speakers powered by supercapacitors.Gizmag,abgerufen am 29. November 2013.
↑David A. Johnson, P.E.:SuperCapacitors as Energy Storage.Discoversolarenergy, archiviert vomOriginalam11. Januar 2014;abgerufen am 29. Mai 2013.
↑A. Stepanov, I. Galkin,Development of supercapacitor based uninterruptible power supply(MementodesOriginalsvom 11. Januar 2014 imInternet Archive)Info:Der Archivlink wurde automatisch eingesetzt und noch nicht geprüft. Bitte prüfe Original- und Archivlink gemäßAnleitungund entferne dann diesen Hinweis.@1@2Vorlage:Webachiv/IABot/egdk.ttu.ee(PDF; 223 kB), Doctoral school of energy- and geo-technology, January 15–20, 2007. Kuressaare, Estonia
↑Supercapacitor UPS.Marathon Power, archiviert vomOriginalam20. April 2013;abgerufen am 29. Mai 2013.
↑^a^bSINAUTEC, Automobile Technology, LLC.Sinautecus, archiviert vomOriginalam8. Oktober 2013;abgerufen am 29. Mai 2013.
↑Vgl. Erich Hau:Windkraftanlagen – Grundlagen, Technik, Einsatz, Wirtschaftlichkeit.5. Auflage. Springer, Berlin/Heidelberg 2014, S. 359–363
↑^a^bMaxwell Technologies Ultracapacitors (ups power supply) Uninterruptible Power Supply Solutions.Maxwell, archiviert vomOriginalam22. Mai 2013;abgerufen am 29. Mai 2013.Info:Der Archivlink wurde automatisch eingesetzt und noch nicht geprüft. Bitte prüfe Original- und Archivlink gemäßAnleitungund entferne dann diesen Hinweis.@1@2Vorlage:Webachiv/IABot/ maxwell
↑International Energy Agency, Photovoltaic Power Systems Program, The role of energy storage for mini-grid stabilization, IEA PVPS Task 11, Report IEA-PVPS T11-02:2011, July 2011iea-pvps-task11.org(Mementovom 14. Mai 2013 imInternet Archive) (PDF; 2 MB)
↑J. R. Miller, JME, Inc. and Case Western Reserve University,Capacitors for Power Grid Storage, (Multi-Hour Bulk Energy Storage using Capacitors)(PDF; 867 kB)
↑A 30 Wh/kg Supercapacitor for Solar Energy and a New Battery > JEOL Ltd.Jeol, 3. Oktober 2007, archiviert vomOriginalam22. November 2012;abgerufen am 24. Juli 2013.
↑Nippon Chemi-Con, Stanley Electric and Tamura announce: Development of “Super CaLeCS”, an environment-friendly EDLC-powered LED Street Lamp.(PDF; 327 kB) Press Release Nippon Chemi-Con Corp., 30. März 2010
↑Beste Unterhaltung über den Wolken.InInternationale Seilbahn Rundschau(ISR)
↑Londoner Emirates Air Line: Teuerste Seilbahn der Welt mit fraglicher verkehrlicher Bedeutung.zukunft-mobilitaet.net
↑super capacitor supplier list | YEC | This high-energy capacitor from a defibrillator can deliver a lethal 500 joules of energy.YEC, archiviert vomOriginalam11. Januar 2014;abgerufen am 29. Mai 2013.Info:Der Archivlink wurde automatisch eingesetzt und noch nicht geprüft. Bitte prüfe Original- und Archivlink gemäßAnleitungund entferne dann diesen Hinweis.@1@2Vorlage:Webachiv/IABot/ yec.tw
↑Cantec Systems, Power solutions
↑High Energy Density Capacitors for Military Applications.(MementodesOriginalsvom 23. November 2015 imInternet Archive)Info:Der Archivlink wurde automatisch eingesetzt und noch nicht geprüft. Bitte prüfe Original- und Archivlink gemäßAnleitungund entferne dann diesen Hinweis.@1@2Vorlage:Webachiv/IABot/ evanscap(PDF; 4,4 MB) Evans Capacitor Company
↑Back-up power for military applications - Batteries optional!(Mementovom 10. Dezember 2015 imInternet Archive) Tecate Group
↑Maxwell Ultracapacitor Transportation Solutions(MementodesOriginalsvom 4. Oktober 2011 imInternet Archive)Info:Der Archivlink wurde automatisch eingesetzt und noch nicht geprüft. Bitte prüfe Original- und Archivlink gemäßAnleitungund entferne dann diesen Hinweis.@1@2Vorlage:Webachiv/IABot/ maxwell.Maxwell Technologies
↑^a^bJ. R. Miller, A. F. Burke, Electrochemical Capacitors: Challenges and Opportunities for Real-World Applications, ECS, Vol. 17, No. 1, Spring 2008 (PDF)
↑L. Lionginas, L. Povilas,Management of Locomotive Tractive Energy Resources(PDF; 792 kB)
↑A. Jaafar, B. Sareni, X. Roboam, M. Thiounn-Guermeur:IEEE Xplore – Sizing of a hybrid locomotive based on accumulators and ultracapacitors.Ieeexplore.ieee.org, 3. September 2010,abgerufen am 29. Mai 2013(10.1109/VPPC.2010.5729131).
↑Fuel Cell Works Supplemental News Page.fuelcellworks, archiviert vomOriginalam21. Mai 2008;abgerufen am 29. Mai 2013.
↑Bombardier, MITRAC Energy SaverPresentation PDF(Mementovom 26. Februar 2014 imInternet Archive)
↑Siemens, Energiespeicher an Bord von Schienenfahrzeugenforschungsinformationssystem.de
↑Michael Fröhlich, Markus Klohr, Stanislaus Pagiela:Energy Storage System with UltraCaps on Board of Railway Vehicles.In:Proceedings – 8th World Congress on Railway Research.Mai 2008, Soul, Korea (uic.org(Mementovom 11. Januar 2014 imInternet Archive) PDF, siehe auch Vortrag:MITRAC Energy Saver(Mementovom 20. Dezember 2015 imInternet Archive)PDF; 517 kB)
↑SuperCap tests completerailwaygazette(MementodesOriginalsvom 10. Mai 2016 imInternet Archive)Info:Der Archivlink wurde automatisch eingesetzt und noch nicht geprüft. Bitte prüfe Original- und Archivlink gemäßAnleitungund entferne dann diesen Hinweis.@1@2Vorlage:Webachiv/IABot/ railwaygazette
↑Rhein-Neckar Verkehr orders more supercapacitor trams.Railway Gazette, 5. April 2011,abgerufen am 29. Mai 2013.
↑Freiburg: BZ auf Werksbesuch: Spanier fertigen neue Freiburger Straßenbahnen.badische-zeitung.de, 21. April 2014,abgerufen am 29. April 2014.
↑Supercapacitors to be tested on Paris STEEM tram.Railway Gazette, 8. Juli 2009, archiviert vomOriginalam17. September 2011;abgerufen am 29. Mai 2013.Info:Der Archivlink wurde automatisch eingesetzt und noch nicht geprüft. Bitte prüfe Original- und Archivlink gemäßAnleitungund entferne dann diesen Hinweis.@1@2Vorlage:Webachiv/IABot/ railwaygazette
↑Genève tram trial assesses supercapacitor performance.Railway Gazette, 7. August 2012, archiviert vomOriginalam10. Dezember 2012;abgerufen am 29. Mai 2013.Info:Der Archivlink wurde automatisch eingesetzt und noch nicht geprüft. Bitte prüfe Original- und Archivlink gemäßAnleitungund entferne dann diesen Hinweis.@1@2Vorlage:Webachiv/IABot/ railwaygazette
↑Supercapacitor light metro train unveiled.Railway Gazette, 23. August 2012,abgerufen am 29. Mai 2013.
↑Supercapacitor energy storage for South Island Line.Railway Gazette, 3. August 2012, archiviert vomOriginalam10. Dezember 2012;abgerufen am 29. Mai 2013.Info:Der Archivlink wurde automatisch eingesetzt und noch nicht geprüft. Bitte prüfe Original- und Archivlink gemäßAnleitungund entferne dann diesen Hinweis.@1@2Vorlage:Webachiv/IABot/ railwaygazette
↑Stefan Kerschl, Eberhard Hipp, Gerald Lexen:Effizienter Hybridantrieb mit Ultracaps für Stadtbusse.14. Aachener Kolloquium Fahrzeug- und Motorentechnik 2005 (PDF(Mementovom 20. Dezember 2015 imInternet Archive))
↑V.Härri, S.Eigen, B.Zemp, D.Carriero:Kleinbus „TOHYCO-Rider “mit SAM-Superkapazitätenspeicher.Jahresbericht 2003 – Programm „Verkehr & Akkumulatoren “, HTA Luzern, Fachhochschule Zentralschweiz (PDF(Mementovom 11. Januar 2014 imInternet Archive))
↑Tyler Hamilton:Next Stop: Ultracapacitor Buses | MIT Technology Review.Technologyreview, 19. Oktober 2009, archiviert vomOriginalam26. März 2013;abgerufen am 29. Mai 2013.Info:Der Archivlink wurde automatisch eingesetzt und noch nicht geprüft. Bitte prüfe Original- und Archivlink gemäßAnleitungund entferne dann diesen Hinweis.@1@2
↑^a^bSuperkondensatoren: Der bessere Stromspeicher fürs Elektroauto.InDie Zeit,Nr. 10/2012
↑Green 'tribrid' minibus unveiledIn:BBC,5. Juni 2008. Abgerufen am 12. Januar 2013
↑Launch of Europe’s First Tribrid Green Minibus(MementodesOriginalsvom 11. Januar 2014 imInternet Archive), 30. Mai 2008. Abgerufen am 12. Januar 2013
↑Tony Purnell, Peter Wright:Formula One 2011: Power-Train Regulation Framework.FIA,Version 1.3, 2007 (PDF(MementodesOriginalsvom 17. Februar 2012 imInternet Archive)Info:Der Archivlink wurde automatisch eingesetzt und noch nicht geprüft. Bitte prüfe Original- und Archivlink gemäßAnleitungund entferne dann diesen Hinweis.@1@2Vorlage:Webachiv/IABot/paddocktalk)
↑Christian Nimmervoll:Die große Analyse: KERS für Dummys.Motorsport-Total, 25. März 2009, abgerufen am 24. Juli 2012
↑Lern das auswendig, Spiegel-Gespräch mit Sebastian Vettel.In:Der Spiegel.Nr.7,2011,S.112–115(online).
↑Toyota TS030 LMP1 hybrid revealed.Racecar Engineering, 24. Januar 2012,abgerufen am 30. Mai 2013.
↑Die Hybridtechnik im Toyota TS030: Mit Superkondensatoren zum LeMans-Erfolg.sportauto.de
↑Fred Jaillet:Post TOYOTA Racing Impresses In Le Mans Qualifying – TOYOTA Racing – FIA World Endurance Championship Team.Toyotahybridracing, 15. Juni 2012,abgerufen am 30. Mai 2013.
↑A. F. Burke:Batteries and Ultracapacitors for Electric, Hybrid, and Fuel Cell Vehicles.(Mementovom 7. Januar 2014 imInternet Archive)
↑A. Pesaran, J. Gonder:Recent Analysis of UCAPs in Mild Hybrids(Mementovom 7. Oktober 2012 imInternet Archive). (PDF; 688 kB) National Renewable Energy Laboratory, Golden CO, 6th Advanced Automotive Battery Conference, Baltimore MD, May 17–19, 2006
↑Cap-XXSupercapacitors for Automotive & Other Vehicle Applications(PDF; 1,1 MB), March 2012
↑AFS Trinity Unveils 150 mpg Extreme Hybrid (XH™) SUV(PDF; 1,6 MB) AFS Trinity Power Corporation. 13. Januar 2008; abgerufen am 31. März 2013
↑A. Pesaran, T. Markel, M. Zolot, S. Sprik:Ultracapacitors and Batteries in Hybrid Vehicles(Mementovom 7. Oktober 2012 imInternet Archive). (PDF; 1 MB)
↑Mazda präsentiert regeneratives Bremssystem mit Kondensator zur Energiespeicherung, 28. Nov 2011,grueneautos
↑Mazda 2 mit Elektroantrieb startet in Japan im Oktober 2012,grueneautos
↑Auto news, 2014 Mazda6 i-Eloop to net 40 mpg hwy, 28 mpg cityautoblog
↑i-Eloop im neuen Mazda 6: Ungewöhnliches Rekuperationssystem.InAuto-Motor-Sport,Heft 17, 2012
↑M. Bodach, H. Mehlich, F. Hiller, S. König, D. Hrabal, J. De Roche:Zuverlässigkeit von Superkondensatoren im Hinblick auf Anwendungen im Automobil.In:ETG Fachbericht Internationaler ETG Kongress Karlsruhe 2007.VDE Verlag GmbH,ISBN 978-3-8007-3063-6.(siehe auch Vortragsfolien von M. Bodach, H. Mehlich:Zuverlässigkeitsaspekte bei der Anwendung von Supercaps.;PDF; 1,7 MB)
↑Nippon Chemi-Con liefert elektrische Doppelschicht-Kondensatoren (DLCAP) für PKWs(Mementovom 23. April 2013 imInternet Archive). (PDF; 169 kB) Press Release Nippon Chemi-Con Corp., 6. Dezember 2011
↑Grueneautos, 17. Sep 2011, Yo-Auto auf der IAA 2011: ë-Concept und ë-Crossover mit Hybridantriebgrueneautosundgrueneautos
↑A. E. Kramer:Billionaire Backs a Gas-Electric Hybrid Car to Be Built in Russia.InThe New York Times,13. Dezember 2010
↑How Emtel’s Supercapacitor Batteries Outperform Traditional Batteries, 08. Aug 2024,[1]
↑Francesco Lufrano, Pietro Staiti:A bibliometric analysis of the international literature in supercapacitors.In:Int. J. Electrochem. Sci.Band4,2009,S.173–186(electrochemsci.org[PDF]).
↑Xiaowei Yang, Chi Cheng, Yufei Wang, Ling Qiu, Dan Li:Liquid-Mediated Dense Integration of Graphene Materials for Compact Capacitive Energy Storage.In:Science.Band341,Nr.6145,8. Februar 2013,S.534–537,doi:10.1126/science.1239089,PMID 23908233.
↑Fastcap:Paradigm shift.FastCap Systems, archiviert vomOriginalam21. Juni 2013;abgerufen am 30. Mai 2013.
↑Belle Dumé:Graphene supercapacitor breaks storage record(Mementovom 8. August 2011 imInternet Archive). physicsworld 26. November 2010, abgerufen am 25. Juli 2013
↑Laura Howes:New carbon material boosts supercapacitors.In:Chemistry World.13. Mai 2011,abgerufen am 7. Januar 2024(englisch).
↑Yanwu Zhu u. a.:Carbon-Based Supercapacitors Produced by Activation of Graphene.In:Science.Band332,Nr.6037,24. Juni 2011,S.1537–1541,doi:10.1126/science.1200770,PMID 21566159.
↑TaeYoung Kim, Gyujin Jung, Seonmi Yoo, Kwang S. Suh, Rodney S. Ruoff, Activated Graphene-Based Carbons as Supercapacitor Electrodes with Macro- and Mesoporesdoi:10.1021/nn402077v
↑Long Zhang u. a.:Porous 3D graphene-based bulk materials with exceptional high surface area and excellent conductivity for supercapacitors.In:Scientific Reports.Band3,11. März 2013,doi:10.1038/srep01408,PMID 23474952.
↑K. Hata u. a.:High-power supercapacitor electrodes from single-walled carbon nanohorn/nanotube composite.InACS Nano,5, Nr. 2, 2011, pp. 811–819,doi:10.1021/nn1017457
↑Microporous polymer material for supercapacitors with large capacitance, high energy and power densities and excellent cycle life
↑Yan Kou, Yanhong Xu, Zhaoqi Guo, Donglin Jiang:Supercapacitive Energy Storage and Electric Power Supply Using an Aza-Fused π-Conjugated Microporous Framework.InAngewandte Chemie123, 2011, S. 8912–8916,doi:10.1002/ange.201103493
↑Zhe Tang, Chun-hua Tang, Hao Gong:A High Energy Density Asymmetric Supercapacitor from Nano-architectured Ni(OH)2/Carbon Nanotube Electrodes.In:Advanced Functional Materials.Band22,Nr.6,2012,S.1272–1278,doi:10.1002/adfm.201102796.
↑Nippon Chemi-Con announces: The advanced new technology Nano-hybrid Capacitor.(PDF; 138 kB) Press Release Nippon Chemi-Con Corporation, 26. März 2010,abgerufen am 2. November 2020(englisch).
↑Liqiang Mai u. a.:Fast Ionic Diffusion-Enabled Nanoflake Electrode by Spontaneous Electrochemical Pre-Intercalation for High-Performance Supercapacitor.In:Scientific Reports.Band3,24. April 2013,doi:10.1038/srep01718,PMID 23611904.
↑Zhong-Shuai Wu, Xinliang Feng, Hui-Ming Cheng:Recent advances in graphene-based planar micro-supercapacitors for on-chip energy storage.In:National Science Review.7. Dezember 2013,S.nwt003,doi:10.1093/nsr/nwt003.
↑Karl-Heinz Heckner:Elektrochemische Energiespeicher und -wandler für dynamische Anforderungen.(Vortragsfolien; PDF; 3,1 MB) 6. Leibniz-Konferenz Solarzeitalter 2008, Lichtenwalde, 16. Mai 2008,abgerufen am 2. November 2020.
↑PatentanmeldungWO2003003466:Quantum supercapacitor.Erfinder: Alexander Milhailovich.
↑PatentanmeldungWO2004004026A2:Verfahren zum Speichern von elektrischer Energie in sog. "Quantum Batterien".Veröffentlicht am8. Januar 2004,Erfinder: Rolf Eisenring.
↑PatentanmeldungUS2009195961A1:Method and Device for Storing Electricity in Quantum Batteries.Angemeldet am29. Januar 2009,veröffentlicht am6. August 2009,Erfinder: Rolf Eisenring.
↑A. Raut, C. Parker, J. Glass:A method to obtain a Ragone plot for evaluation of carbon nanotube supercapacitor electrodes.In: Journal of Materials Research Vol. 25, No. 8, Nr. 2010,doi:10.1557/JMR.2010.0192
↑^a^bCleanTechnica, N. Brown, Cheaper Ultracapacitors for Electric Vehiclescleantechnica
↑Global Battery Markets Information – Battery University.Archiviert vomOriginalam21. März 2015;abgerufen am 30. Mai 2013.
↑highbeam business, Electronic Capacitors SIC 3675, Industry report(Mementovom 12. Februar 2010 imInternet Archive)
↑Ultracapacitor Market Forecast 2015–2020.Market Research Media, 16. März 2012,abgerufen am 30. Mai 2013.
↑Battery University, BU-209: How does a Supercapacitor Work?
↑idtechex P. Harrop:Supercapacitors replace batteries,abgerufen am 22. Feb. 2019

[conway1-1] B. E. Conway:Electrochemical Supercapacitors: Scientific Fundamentals and Technological Applications.Springer, Berlin 1999,ISBN 0-306-45736-9,S.1–8(eingeschränkte Vorschauin der Google-Buchsuche).Siehe auch unterBrian E. Conway in Electrochemistry Encyclopedia:ELECTROCHEMICAL CAPACITORS Their Nature, Function, and Applications(Mementovom 30. April 2012 imInternet Archive) (abgerufen am 7. Dezember 2015)

[Halper-2] Marin S. Halper, James C. Ellenbogen:Supercapacitors: A Brief Overview.(PDF) In:MITRE Nanosystems Group.März 2006, archiviert vomOriginal(nicht mehr online verfügbar) am20. März 2013;abgerufen am 7. Dezember 2015(englisch).Info:Der Archivlink wurde automatisch eingesetzt und noch nicht geprüft. Bitte prüfe Original- und Archivlink gemäßAnleitungund entferne dann diesen Hinweis.@1@2Vorlage:Webachiv/IABot/ mitre.org

[Namisnyk-3] Adam Marcus Namisnyk and J. G. Zhu:A Survey of Electrochemical Super-Capacitor Technology.2003 (citeseerx.ist.psu.edu[PDF; abgerufen am 7. Dezember 2015] Bachelor-Arbeit; University of Technology, Sydney; 2003).

[Stojek-4] Zbigniew Stojek:The Electrical Double Layer and Its Structure.In:Fritz Scholz(Hrsg.):Electroanalytical Methods: Guide to Experiments and Applications.Springer, Berlin/Heidelberg 2010,ISBN 978-3-642-02914-1,S.3–10(online[abgerufen am 5. Januar 2014]).

[Conway-Pell-5] B. E. Conway, W. G. Pell:Double-layer and pseudocapacitance types of electrochemical capacitors and their applications to the development of hybrid devices.In:Journal of Solid State Electrochemistry.7, 2003, S. 637,doi:10.1007/s10008-003-0395-7.

[Mustafa_Jammal-6] Mustapha Jammal:Stand der Technik und Anwendung von Superkondensatoren.GRIN Verlag, 2010,ISBN 978-3-640-52396-2(eingeschränkte Vorschauin der Google-Buchsuche).

[Elton-7] Elton Capacitor cells(Mementovom 23. Juni 2013 imInternet Archive), abgerufen am 3. Januar 2014

[8] PatentUS2800616:Low voltage electrolytic capacitor.Veröffentlicht am23. Juli 1957,Erfinder: H. I. Becker.

[Boggs-9] J. Ho, T. R. Jow, S. Boggs:Historical Introduction to Capacitor Technology.(MementodesOriginalsvom 5. Dezember 2016 imInternet Archive)Info:Der Archivlink wurde automatisch eingesetzt und noch nicht geprüft. Bitte prüfe Original- und Archivlink gemäßAnleitungund entferne dann diesen Hinweis.@1@2Vorlage:Webachiv/IABot/ ifre.re.kr(PDF) (abgerufen am 5. Januar 2014)

[10] A brief history of supercapacitors.(Mementovom 6. Januar 2014 imInternet Archive) (PDF; 1,5 MB) AUTUMN 2007 – Batteries & Energy Storage Technology, abgerufen am 5. Januar 2014

[11] PatentUS3288641:Electrical energy storage apparatus.Veröffentlicht am29. November 1966,Erfinder: R. A. Rightmire.

[12] PatentUS3536963:Electrolytic capacitor having carbon paste electrodes.Veröffentlicht am27. Oktober 1970,Erfinder: D. L. Boos.

[13] Panasonic, Electric Double Layer Capacitor, Technical guide,1. Introduction,PDF(Mementovom 9. Januar 2014 imInternet Archive)

[Elna_DynaCap-14] DynaCap(MementodesOriginalsvom 13. März 2015 imInternet Archive)Info:Der Archivlink wurde automatisch eingesetzt und noch nicht geprüft. Bitte prüfe Original- und Archivlink gemäßAnleitungund entferne dann diesen Hinweis.@1@2Vorlage:Webachiv/IABot/ elna.co.jp,ELNA CO., LTD, abgerufen am 16. Mai 2013

[Schindall-15] Joel Schindall:The Charge of the Ultra – Capacitors.ieee spectrum, Seite 2, November 2007, abgerufen am 5. Januar 2014

[Conway_Transition-16] B. E. Conway:Transition from ‘Supercapacitor’ to ‘Battery’ Behavior in Electrochemical Energy Storage.In:Journal of The Electrochemical Society.Band138,Nr.6,Mai 1991,S.1539–1548,doi:10.1149/1.2085829(ecsdl.org[PDF]).

[17] PatentUS5369547:Energy Density Electrolytic-Electrochemical Hybrid Capacitor.Veröffentlicht am29. November 1994,Erfinder: Evans.

[18] David A. Evans (Evans Company):High Energy Density Electrolytic-Electrochemical Hybrid Capacitor.InProceedings of the 14th Capacitor & Resistor Technology Symposium,22. März 1994 (PDF(MementodesOriginalsvom 4. März 2016 imInternet Archive)Info:Der Archivlink wurde automatisch eingesetzt und noch nicht geprüft. Bitte prüfe Original- und Archivlink gemäßAnleitungund entferne dann diesen Hinweis.@1@2Vorlage:Webachiv/IABot/ evanscap,abgerufen am 5. Januar 2014)

[19] Capattery® SeriesEvans Capacitor Company 2007 (abgerufen am 5. Januar 2014)

[Evans5-2-20] David A. Evans:The Littlest Big Capacitor – an Evans Hybrid.Technical Paper – Evans Capacitor Company 2007, abgerufen am 5. Januar 2014

[21] FDK Historie 2000s.FDK Corporation, Corporate Information, abgerufen am 5. Januar 2014

[Maxwell-Miller-22] J. M. Miller (Maxwell Technologies Inc.):Energy Storage Technology, Markets and Applications, Ultracapacitor’s in Combination with Lithium-ion.IEEE Rock River Valley, IL, Section, 26. April 2007 (PDF), (abgerufen am 5. Januar 2014)

[Frackowiak-23] E. Frackowiak, F. Beguin:Carbon Materials For The Electrochemical Storage Of Energy In Capacitors.In:CARBON.39, 2001, S. 937–950 (PDF) und E. Frackowiak, K. Jurewicz, S. Delpeux, F. Béguin:Nanotubular Materials For Supercapacitors.InJournal of Power Sources.Volumes 97–98, Juli 2001, S. 822–825,doi:10.1016/S0378-7753(01)00736-4

[24] Roy Peter Richner, Entwicklung neuartig gebundener Kohlenstoffmaterialien für elektrische Doppelschichtkondensatorelektroden, DISS.ETH Nr. 14413, 2001e-collection.library.ethz.ch(abgerufen am 5. Januar 2014)

[Bakhmatyuk2003-25] B. P. Bakhmatyuk, B. Y. Venhryn, I. I. Grygorchak, M. M. Micov, S. I. Mudry:Intercalation Pseudo-Capacitance In Carbon Systems Of Energy Storage.In:Rev. Adv. Mater. Sci.Band14,2007,S.151–156(ipme.ru[PDF; abgerufen am 5. Januar 2014]).

[Pandolfo-26] A. G. Pandolfo, A. F. Hollenkamp:Carbon properties and their role in supercapacitors.In:Journal of Power Sources.Band157,Nr.1,19. Juni 2006,S.11–27,doi:10.1016/j.jpowsour.2006.02.065.

[Simon-Burke-27] Patrice Simon, A. F. Burke:Nanostructured carbons: double-layer capacitance and more.In:The electrochemical society interface.Band17,Nr.1,2008,S.38(electrochem.org[PDF;633kB;abgerufen am 1. Februar 2015]).

[28] K. Kinoshita:Carbon, Electrochemical and Physicochemical Properties.John Wiley & Sons, New York 1988,ISBN 0-471-84802-6

[Oertel-29] Dagmar Oertel:Sachstandsbericht zum Monitoring »Nachhaltige Energieversorgung« Energiespeicher – Stand und Perspektiven.InArbeitsbericht Nr. 123,S. 86ff (Abschnitt: Elektrochemische Kondensatoren;PDF)

[30] Jorge Laine, Simon Yunes:Effect of the preparation method on the pore size distribution of activated carbon from coconut shell.In:Carbon.Vol. 30,Nr.4,1992,S.601–604,doi:10.1016/0008-6223(92)90178-Y.

[Du-31] CHUNSHENG DU, NING PAN, Carbon Nanotube-Based Supercapacitors, NANOTECHNOLOGY LAW &BUSINESS, MARCH 2007,PDF

[32] U. Fischer, R. Saliger, V. Bock, R. Petricevic, J. Fricke:Carbon Aerogels as Electrode Material in Supercapacitors.In:Journal of Porous Materials.4. Jahrgang,Nr.4,1997,S.281–285,doi:10.1023/A:1009629423578.

[33] M. LaClair:Replacing Energy Storage with Carbon Aerogel Supercapacitors.In:Power Electronics, Feb 1, 2003, Cooper Electronic Technologies, Boynton Beach FL.(powerelectronics[abgerufen am 29. Januar 2013]).

[AIP-34] EJ Lerner:Less is more with aerogels: A laboratory curiosity develops practical uses.In:The Industrial Physicist,2004

[35] M. LaClair:Replacing Energy Storage with Carbon Aerogel Supercapacitors.Power Electronics, 1. Februar 2003, Cooper Electronic Technologies, Boynton Beach FL

[DOI10.1038/494404a-36] Nanomaterials: Solid carbon, springy and light.InNature494, 2013, S. 404,doi:10.1038/494404a

[Hsing-Chi-37] Hsing-Chi Chien, Wei-Yun Cheng, Yong-Hui Wang, Shih-Yuan Lu:Ultrahigh Specific Capacitances for Supercapacitors Achieved by Nickel Cobaltite/Carbon Aerogel Composites.In:Advanced Functional Materials.Band22,Nr.23,2012,S.5038–5043,doi:10.1002/adfm.201201176.

[Presser-38] Volker Presser, Min Heon, Yury Gogotsi:Carbide-Derived Carbons – From Porous Networks to Nanotubes and Graphene.In:Advanced Functional Materials.Band21,Nr.5,2011,S.810–833,doi:10.1002/adfm.201002094.

[Korenblit-39] Y. Korenblit, M. Rose, E. Kockrick, L. Borchardt, A. Kvit, St. Kaskel, G. Yushin,High-Rate Electrochemical Capacitors Based on Ordered Mesoporous Silicon Carbide-Derived Carbon(Mementovom 10. Januar 2014 imInternet Archive) (PDF; 472 kB)

[40] SkelCap Ultracapacitors.Skeletontech, archiviert vomOriginalam13. Mai 2013;abgerufen am 29. Mai 2013.

[41] Michael Mullaney, Rensselaer Polytechnic Institute, 3-Aug-2007,Beyond batteries: Storing power in a sheet of paper

[42] J. J. Yoo, K. Balakrishnan, J. Huang, V. Meunier, B. G. Sumpter, A. Srivastava, M. Conway, A. L. M. Reddy, J. Yu, R. Vajtai, P. M. Ajayan:Ultrathin Planar Graphene Supercapacitors.In:Nano Letters.Band11,Nr.4,2011,S.1423–1427,doi:10.1021/nl200225j.

[43] University of Texas at Austin:Breakthrough In Energy Storage: New Carbon Material Shows Promise Of Storing Large Quantities Of Renewable Electrical Energy.ScienceDaily, 17. September 2008, abgerufen am 27. Januar 2014

[PhysOrg-44] PhysOrg, Jennifer Marcus, March 15, 2012,Researchers develop graphene supercapacitor holding promise for portable electronics

[Linefilter-45] John R. Miller, R. A. Outlaw, B. C. Holloway:Graphene Double-Layer Capacitor with ac Line-Filtering Performance.In:Science.Band329,Nr.5999,2010,S.1637–1639,doi:10.1126/science.1194372.

[Patel-46] Prachi Patel:Elektroden aus zerknülltem Kohlenstoff.Technology Review, 9. Dezember 2010, abgerufen am 27. Januar 2014

[Bor_Jang-47] ysicsworld Graphene supercapacitor breaks storage record

[Dume-48] Chenguang Liu, Zhenning Yu, Bor Z. Jang, Aruna Zhamu, Bor Z. Jang:Graphene-Based Supercapacitor with an Ultrahigh Energy Density.In:Nano Letters.10. Jahrgang,Nr.12.American Chemical Society, 2010,S.4863–4868,doi:10.1021/nl102661q.

[Wen-Lu-49] Wen Lu:Carbon Nanotube Supercapacitors.(PDF; 1,9 MB) ADA Technologies Inc

[Signorelli-50] R. Signorelli, D. C. Ku, J. G. Kassakian, J. E. Schindall:Electrochemical Double-Layer Capacitors Using Carbon Nanotube Electrode Structures.In:Proceedings of the IEEE.Band97,Nr.11,November 2009,S.1837–1847,doi:10.1109/JPROC.2009.2030240(Volltext[abgerufen am 29. Januar 2013]).

[51] B. Zhang, J. Liang, C. L. Xu, B. Q. Wei, D. B. Ruan, D. H. Wu:Electric double-layer capacitors using carbon nanotube electrodes and organic electrolyte.In:Materials Letters.Band51,Nr.6,Dezember 2001,S.539–542,doi:10.1016/S0167-577X(01)00352-4.

[52] Qiao-Ling Chen, Kuan-Hong Xue, Wei Shen, Fei-Fei Tao, Shou-Yin Yin, Wen Xu:Fabrication and electrochemical properties of carbon nanotube array electrode for supercapacitors.In:Electrochimica Acta.Band49,Nr.24,30. September 2004,S.4157–4161,doi:10.1016/j.electacta.2004.04.010.

[53] Chunsheng Du, Ning Pan:Carbon Nanotube-Based Supercapacitors.In:Nanotechnology Law & Business.Band4,2007,S.569–576.

[Arepalli-54] S. Arepalli, H. Fireman, C. Huffman, P. Moloney, P. Nikolaev, L. Yowell, C.D. Higgins, K. Kim, P.A. Kohl, S.P. Turano, and W.J. Ready:Carbon-Nanotube-Based Electrochemical Double-Layer Capacitor Technologies for Spaceflight Applications.In:JOM.2005,S.24–31(naca.larc.nasa.gov(MementodesOriginalsvom 20. Dezember 2015 imInternet Archive) [abgerufen am 7. Dezember 2015]).Info:Der Archivlink wurde automatisch eingesetzt und noch nicht geprüft. Bitte prüfe Original- und Archivlink gemäßAnleitungund entferne dann diesen Hinweis.@1@2

[Conway-Birss-55] A.C. Dillon:Carbon Nanotubes for Photoconversion and Electrical Energy Storage.In:Chem. Rev.110. Jahrgang,Nr.11,2010,S.6856–6872,doi:10.1021/cr9003314,PMID 20839769.

[Jian_Li-56] Jian Li, Xiaoqian Cheng, Alexey Shashurin, Michael Keidar:Review of Electrochemical Capacitors Based on Carbon Nanotubes and Graphene.InGraphene,2012, 1, 1–13,doi:10.4236/graphene.2012.11001

[57] S. Akbulut:Optimization of Carbon Nanotube Supercapacitor Electrode.(PDF; 5 MB) Graduate School of Vanderbilt University, Nashville TN August 2011

[58] M. Jayalakshmi, K. Balasubramanian:Simple Capacitors to Supercapacitors – An Overview.(PDF; 901 kB) In:Int. J. Electrochem. Sci.,3, 2008, S. 1196–1217

[59] J. P. Zheng, P. J. Cygan, T. R. Jow:Hydrous Ruthenium Oxide as an Electrode Material for Electrochemical Capacitors.In:Journal of The Electrochemical Society.Band142,Nr.8,8. Januar 1995,S.2699–2703,doi:10.1149/1.2050077.

[60] J. P. Zheng, T. R. Jow:High energy and high power density electrochemical capacitors.InJournal of Power Sources.Vol 62, Nr. 2, October 1996, S. 155–159,doi:10.1016/S0378-7753(96)02424-X

[Simon-Gogotsi-61] P. Simon, Y.Gogotsi,Materials for electrochemical capacitors, nature materials(PDF; 1 MB), VOL 7, NOVEMBER 2008

[62] Héctor D. Abruña:Batteries and electrochemical capacitors(MementodesOriginalsvom 4. März 2016 imInternet Archive)Info:Der Archivlink wurde automatisch eingesetzt und noch nicht geprüft. Bitte prüfe Original- und Archivlink gemäßAnleitungund entferne dann diesen Hinweis.@1@2.(PDF; 511 kB) American Institute of Physics, Dezember 2008

[63] Volkmar M. Schmidt:Elektrochemische Verfahrenstechnik. Grundlagen, Reaktionstechnik, Prozessoptimierung.Wiley-VCH, Weinheim 2003,ISBN 3-527-29958-0,S.584(eingeschränkte Vorschauin der Google-Buchsuche).

[Volfkovich-64] Yu.M. Volfkovich, A.A. Mikhailin, D.A. Bograchev, V.E. Sosenkin, V.S. Bagotsky:Studies of Supercapacitor Carbon Electrodes with High Pseudocapacitance.(PDF; 990 kB) A. N. Frumkin Institute of Physical Chemistry and Electrochemistry, Russian Academy of Sciences, Moscow, Russia, Ujjal Kumar Sur (Ed.),ISBN 978-953-307-830-4

[65] M. Morita, M. Araki, N. Yoshimoto:Pseudo-capacitance of Activated Carbon Fiber Coated by Polythiophenes.In2004 Joint International Meeting, E1 – Electrochemical Capacitor and Hybrid Power Sources.Electrochemical Society, 3.–8. Okt. 2004 (Abs# 676,PDF)

[Frackowiak2-66] E. Frackowiak, V. Khomenko, K. Jurewicz, K. Lota, F. Béguin:Supercapacitors based on conducting polymers/nanotubes composites.In:Journal of Power Sources.Band153,Nr.2,28. Februar 2006,S.413–418,doi:10.1016/j.jpowsour.2005.05.030.

[Naoi-Simon-67] K. Naoi, P. Simon:New Materials and New Configurations for Advanced Electrochemical Capacitors.ECS, Vol. 17, No. 1, Spring 2008,PDF

[68] H. Gualous et al.:Lithium Ion capacitor characterization and modelling.ESSCAP’08 – 3rd European Symposium on Supercapacitors and Applications, Rome/Italy 2008,PDF

[69] V. Ruiz, C. Blanco, E. Raymundo-Piñero, V. Khomenko, F. Béguin:Effects of thermal treatment of activated carbon on the electrochemical behaviour in supercapacitors.In:Electrochimica Acta.Band52,Nr.15,20. April 2007,S.4969–4973,doi:10.1016/j.electacta.2007.01.071.

[70] L. Demarconnay, E. Raymundo-Piñero, F. Béguin:A symmetric carbon/carbon supercapacitor operating at 1.6 V by using a neutral aqueous solution.In:Electrochemistry Communications.Band12,Nr.10,1. Oktober 2010,S.1275–1278,doi:10.1016/j.elecom.2010.06.036.

[71] Matthias Dötterl:Hauptseminar Supercapacitors Superkondensatoren.(PowerPoint), 12. Dezember 2006, abgerufen am 28. Juli 2013

[72] Aneeya K. Samantara, Satyajit Ratha:Materials Development for Active/Passive Components of a Supercapacitor.In:SpringerBriefs in Materials.2018,doi:10.1007/978-981-10-7263-5.

[73] Lars H. Hess, Ladyna Wittscher, Andrea Balducci:The impact of carbonate solvents on the self-discharge, thermal stability and performance retention of high voltage electrochemical double layer capacitors.In:Physical Chemistry Chemical Physics.Band21,Nr.18,2019,S.9089–9097,doi:10.1039/C9CP00483A.

[74] G. Bühler:ULTRACAPS – EIGENSCHAFTEN UND EINSATZGEBIETE(MementodesOriginalsvom 29. Dezember 2014 imInternet Archive)Info:Der Archivlink wurde automatisch eingesetzt und noch nicht geprüft. Bitte prüfe Original- und Archivlink gemäßAnleitungund entferne dann diesen Hinweis.@1@2.(PDF; 289 kB) In: JAHRESBERICHT 2000 des IMAB derTU Braunschweig,abgerufen am 23. Juli 2012

[75] NESSCAP ULTRACAPACITOR – TECHNICAL GUIDE.(PDF; 337 kB) NESSCAP Co., Ltd. 2008, abgerufen am 23. Juli 2012

[maxwell_Product_Guide-76] Product Guide – Maxwell Technologies BOOSTCAP Ultracapacitors(MementodesOriginalsvom 12. Mai 2013 imInternet Archive)Info:Der Archivlink wurde automatisch eingesetzt und noch nicht geprüft. Bitte prüfe Original- und Archivlink gemäßAnleitungund entferne dann diesen Hinweis.@1@2Vorlage:Webachiv/IABot/ maxwell(PDF; 267 kB) Maxwell Technologies, Inc. 2009, Doc. No. 1014627.1, abgerufen am 7. Dezember 2015

[77] Angaben der Fa. Dreamartist Webmedia:Akkuvergleich und Energiedichte verschiedener Akkutypen(MementodesOriginalsvom 22. Februar 2019 imInternet Archive)Info:Der Archivlink wurde automatisch eingesetzt und noch nicht geprüft. Bitte prüfe Original- und Archivlink gemäßAnleitungund entferne dann diesen Hinweis.@1@2Vorlage:Webachiv/IABot/ akku-abc.de,abgerufen am 21. Feb. 2019

[78] P. Kurzweil:ac Impedance Spectroscopy – A Powerful Tool For The Characterization Of Materials And Electrochemical Power Sources,in:Proceedings of the 14th International Seminar On Double Layer Capacitors,Deerfield Beach (FL), USA, 6.–8. Dez. 2004, Seite 3, abgerufen am 21. Feb. 2019

[79] Maxwell, K2 series,PDF(MementodesOriginalsvom 17. Juli 2013 imInternet Archive)Info:Der Archivlink wurde automatisch eingesetzt und noch nicht geprüft. Bitte prüfe Original- und Archivlink gemäßAnleitungund entferne dann diesen Hinweis.@1@2Vorlage:Webachiv/IABot/ maxwell

[maxwell_lifetime-80] APPLICATION NOTE – Energy Storage Modules Life Duration Estimation.(PDF; 150 kB) Maxwell Technologies, Inc. 2007, abgerufen am 30. Januar 2013

[81] Gold capacitors Characteristics data.(Mementovom 11. Januar 2014 imInternet Archive) (PDF; 409 kB) In:Technical Guide of Electric Double Layer Capacitors,Edition 7.4, Panasonic Electronic Devices, 2011

[82] APowerCap

[83] AVX Kyocera, BestCap®(PDF; 869 kB)

[84] Cap-XX

[85] CDE Cornell Dubilier Supercapacitor

[86] Cooper Bussmann, PowerStor(MementodesOriginalsvom 20. Dezember 2015 imInternet Archive)Info:Der Archivlink wurde automatisch eingesetzt und noch nicht geprüft. Bitte prüfe Original- und Archivlink gemäßAnleitungund entferne dann diesen Hinweis.@1@2

[87] Elna, DYNACAP(PDF; 6,7 MB)

[88] Evans Capacitor Company, Capattery

[89] Green Tech

[90] Beijing HCC Energy Technology Co., HCAP

[91] Illinois Capacitor Inc., Supercapacitor

[92] Supercapacitor

[93] JSR Micro, Ultimo

[94] Korchip, STARCAP(MementodesOriginalsvom 20. Dezember 2015 imInternet Archive)Info:Der Archivlink wurde automatisch eingesetzt und noch nicht geprüft. Bitte prüfe Original- und Archivlink gemäßAnleitungund entferne dann diesen Hinweis.@1@2Vorlage:Webachiv/IABot/ korchip

[95] LSMtron, Ultracapacitor

[96] Maxwell Technologies, Ultracapacitor

[97] Murata Manufacturing Co., EDLC(MementodesOriginalsvom 15. April 2014 imInternet Archive)Info:Der Archivlink wurde automatisch eingesetzt und noch nicht geprüft. Bitte prüfe Original- und Archivlink gemäßAnleitungund entferne dann diesen Hinweis.@1@2Vorlage:Webachiv/IABot/ murata

[98] NEC Tokin, Supercapacitor(Mementovom 22. Februar 2012 imInternet Archive)

[99] Nesscap Energy Inc.(Mementovom 27. Juni 2013 imInternet Archive)

[100] Nichicon, EVerCAP

[101] Nippon Chemi-Con, NCC, ECC, UCC, DLCCAP(MementodesOriginalsvom 15. April 2014 imInternet Archive)Info:Der Archivlink wurde automatisch eingesetzt und noch nicht geprüft. Bitte prüfe Original- und Archivlink gemäßAnleitungund entferne dann diesen Hinweis.@1@2Vorlage:Webachiv/IABot/ chemi-con.co.jp

[102] Panasonic, Matsushita, Goldcap

[103] Samwha Electric Co.(Mementovom 22. Dezember 2015 imInternet Archive)

[104] Skeleton, SkelCap(PDF; 9,1 MB)

[105] Taiyo Yuden, PAS Capacitor, LIC Capacitor(Mementovom 8. Mai 2013 imInternet Archive)

[106] Vina Technology Co., Hy-Cap

[107] Vishay, 196 HVC ENYCAP™

[108] Wima Spezialvertrieb Elektronischer Bauelemente, SuperCaps

[109] YEC Yeon Long Technologies, Kapton capacitor(MementodesOriginalsvom 17. Juni 2018 imInternet Archive)Info:Der Archivlink wurde automatisch eingesetzt und noch nicht geprüft. Bitte prüfe Original- und Archivlink gemäßAnleitungund entferne dann diesen Hinweis.@1@2Vorlage:Webachiv/IABot/ yec.tw

[110] Yunasco

[cellvssystem-111] P. Van den Bossche u. a.:The Cell versus the System: Standardization challenges for electricity storage devices@1@2Vorlage:Toter Link/ cars21(Seite nicht mehr abrufbar,festgestellt im März 2019.Suche in Webarchiven)(PDF; 976 kB)EVS24 International Battery, Hybrid and Fuel Cell Electric Vehicle Symposium, Stavanger/Norway 2009

[112] Normen-Bezugsquelle:Beuth Verlag

[113] Graham PitcherIf the cap fits..(Mementovom 13. Januar 2015 imInternet Archive) (PDF; 184 kB). New Electronics. 26 March 2006

[Gallay-114] R. Gallay, Garmanage,Technologies and applications of Supercapacitors(Mementovom 29. März 2017 imInternet Archive) (PDF; 3,2 MB), University of Mondragon, June 22th 2012

[115] Ultracapacitor LED Flashlight Charges In 90 Seconds – Slashdot.Tech.slashdot.org, 10. Dezember 2008,abgerufen am 21. Oktober 2013.

[116] Light For Life Flashlightthefutureofthings

[117] Coleman FlashCell Cordless Screwdriver Recharges In Just 90 Seconds.OhGizmo!, 11. September 2007, archiviert vomOriginalam7. März 2012;abgerufen am 29. Mai 2013.Info:Der Archivlink wurde automatisch eingesetzt und noch nicht geprüft. Bitte prüfe Original- und Archivlink gemäßAnleitungund entferne dann diesen Hinweis.@1@2Vorlage:Webachiv/IABot/ ohgizmo

[118] Helium Bluetooth speakers powered by supercapacitors.Gizmag,abgerufen am 29. November 2013.

[119] David A. Johnson, P.E.:SuperCapacitors as Energy Storage.Discoversolarenergy, archiviert vomOriginalam11. Januar 2014;abgerufen am 29. Mai 2013.

[120] A. Stepanov, I. Galkin,Development of supercapacitor based uninterruptible power supply(MementodesOriginalsvom 11. Januar 2014 imInternet Archive)Info:Der Archivlink wurde automatisch eingesetzt und noch nicht geprüft. Bitte prüfe Original- und Archivlink gemäßAnleitungund entferne dann diesen Hinweis.@1@2Vorlage:Webachiv/IABot/egdk.ttu.ee(PDF; 223 kB), Doctoral school of energy- and geo-technology, January 15–20, 2007. Kuressaare, Estonia

[121] Supercapacitor UPS.Marathon Power, archiviert vomOriginalam20. April 2013;abgerufen am 29. Mai 2013.

[Sinautec-122] SINAUTEC, Automobile Technology, LLC.Sinautecus, archiviert vomOriginalam8. Oktober 2013;abgerufen am 29. Mai 2013.

[123] Vgl. Erich Hau:Windkraftanlagen – Grundlagen, Technik, Einsatz, Wirtschaftlichkeit.5. Auflage. Springer, Berlin/Heidelberg 2014, S. 359–363

[Miller_TMA-124] Maxwell Technologies Ultracapacitors (ups power supply) Uninterruptible Power Supply Solutions.Maxwell, archiviert vomOriginalam22. Mai 2013;abgerufen am 29. Mai 2013.Info:Der Archivlink wurde automatisch eingesetzt und noch nicht geprüft. Bitte prüfe Original- und Archivlink gemäßAnleitungund entferne dann diesen Hinweis.@1@2Vorlage:Webachiv/IABot/ maxwell

[125] International Energy Agency, Photovoltaic Power Systems Program, The role of energy storage for mini-grid stabilization, IEA PVPS Task 11, Report IEA-PVPS T11-02:2011, July 2011iea-pvps-task11.org(Mementovom 14. Mai 2013 imInternet Archive) (PDF; 2 MB)

[126] J. R. Miller, JME, Inc. and Case Western Reserve University,Capacitors for Power Grid Storage, (Multi-Hour Bulk Energy Storage using Capacitors)(PDF; 867 kB)

[127] A 30 Wh/kg Supercapacitor for Solar Energy and a New Battery > JEOL Ltd.Jeol, 3. Oktober 2007, archiviert vomOriginalam22. November 2012;abgerufen am 24. Juli 2013.

[128] Nippon Chemi-Con, Stanley Electric and Tamura announce: Development of “Super CaLeCS”, an environment-friendly EDLC-powered LED Street Lamp.(PDF; 327 kB) Press Release Nippon Chemi-Con Corp., 30. März 2010

[129] Beste Unterhaltung über den Wolken.InInternationale Seilbahn Rundschau(ISR)

[130] Londoner Emirates Air Line: Teuerste Seilbahn der Welt mit fraglicher verkehrlicher Bedeutung.zukunft-mobilitaet.net

[131] super capacitor supplier list | YEC | This high-energy capacitor from a defibrillator can deliver a lethal 500 joules of energy.YEC, archiviert vomOriginalam11. Januar 2014;abgerufen am 29. Mai 2013.Info:Der Archivlink wurde automatisch eingesetzt und noch nicht geprüft. Bitte prüfe Original- und Archivlink gemäßAnleitungund entferne dann diesen Hinweis.@1@2Vorlage:Webachiv/IABot/ yec.tw

[132] Cantec Systems, Power solutions

[133] High Energy Density Capacitors for Military Applications.(MementodesOriginalsvom 23. November 2015 imInternet Archive)Info:Der Archivlink wurde automatisch eingesetzt und noch nicht geprüft. Bitte prüfe Original- und Archivlink gemäßAnleitungund entferne dann diesen Hinweis.@1@2Vorlage:Webachiv/IABot/ evanscap(PDF; 4,4 MB) Evans Capacitor Company

[134] Back-up power for military applications - Batteries optional!(Mementovom 10. Dezember 2015 imInternet Archive) Tecate Group

[135] Maxwell Ultracapacitor Transportation Solutions(MementodesOriginalsvom 4. Oktober 2011 imInternet Archive)Info:Der Archivlink wurde automatisch eingesetzt und noch nicht geprüft. Bitte prüfe Original- und Archivlink gemäßAnleitungund entferne dann diesen Hinweis.@1@2Vorlage:Webachiv/IABot/ maxwell.Maxwell Technologies

[Miller-Burke-136] J. R. Miller, A. F. Burke, Electrochemical Capacitors: Challenges and Opportunities for Real-World Applications, ECS, Vol. 17, No. 1, Spring 2008 (PDF)

[Lionginas-137] L. Lionginas, L. Povilas,Management of Locomotive Tractive Energy Resources(PDF; 792 kB)

[Jaafar-138] A. Jaafar, B. Sareni, X. Roboam, M. Thiounn-Guermeur:IEEE Xplore – Sizing of a hybrid locomotive based on accumulators and ultracapacitors.Ieeexplore.ieee.org, 3. September 2010,abgerufen am 29. Mai 2013(10.1109/VPPC.2010.5729131).

[139] Fuel Cell Works Supplemental News Page.fuelcellworks, archiviert vomOriginalam21. Mai 2008;abgerufen am 29. Mai 2013.

[140] Bombardier, MITRAC Energy SaverPresentation PDF(Mementovom 26. Februar 2014 imInternet Archive)

[141] Siemens, Energiespeicher an Bord von Schienenfahrzeugenforschungsinformationssystem.de

[Fröhlich-142] Michael Fröhlich, Markus Klohr, Stanislaus Pagiela:Energy Storage System with UltraCaps on Board of Railway Vehicles.In:Proceedings – 8th World Congress on Railway Research.Mai 2008, Soul, Korea (uic.org(Mementovom 11. Januar 2014 imInternet Archive) PDF, siehe auch Vortrag:MITRAC Energy Saver(Mementovom 20. Dezember 2015 imInternet Archive)PDF; 517 kB)

[143] SuperCap tests completerailwaygazette(MementodesOriginalsvom 10. Mai 2016 imInternet Archive)Info:Der Archivlink wurde automatisch eingesetzt und noch nicht geprüft. Bitte prüfe Original- und Archivlink gemäßAnleitungund entferne dann diesen Hinweis.@1@2Vorlage:Webachiv/IABot/ railwaygazette

[144] Rhein-Neckar Verkehr orders more supercapacitor trams.Railway Gazette, 5. April 2011,abgerufen am 29. Mai 2013.

[145] Freiburg: BZ auf Werksbesuch: Spanier fertigen neue Freiburger Straßenbahnen.badische-zeitung.de, 21. April 2014,abgerufen am 29. April 2014.

[146] Supercapacitors to be tested on Paris STEEM tram.Railway Gazette, 8. Juli 2009, archiviert vomOriginalam17. September 2011;abgerufen am 29. Mai 2013.Info:Der Archivlink wurde automatisch eingesetzt und noch nicht geprüft. Bitte prüfe Original- und Archivlink gemäßAnleitungund entferne dann diesen Hinweis.@1@2Vorlage:Webachiv/IABot/ railwaygazette

[147] Genève tram trial assesses supercapacitor performance.Railway Gazette, 7. August 2012, archiviert vomOriginalam10. Dezember 2012;abgerufen am 29. Mai 2013.Info:Der Archivlink wurde automatisch eingesetzt und noch nicht geprüft. Bitte prüfe Original- und Archivlink gemäßAnleitungund entferne dann diesen Hinweis.@1@2Vorlage:Webachiv/IABot/ railwaygazette

[148] Supercapacitor light metro train unveiled.Railway Gazette, 23. August 2012,abgerufen am 29. Mai 2013.

[149] Supercapacitor energy storage for South Island Line.Railway Gazette, 3. August 2012, archiviert vomOriginalam10. Dezember 2012;abgerufen am 29. Mai 2013.Info:Der Archivlink wurde automatisch eingesetzt und noch nicht geprüft. Bitte prüfe Original- und Archivlink gemäßAnleitungund entferne dann diesen Hinweis.@1@2Vorlage:Webachiv/IABot/ railwaygazette

[150] Stefan Kerschl, Eberhard Hipp, Gerald Lexen:Effizienter Hybridantrieb mit Ultracaps für Stadtbusse.14. Aachener Kolloquium Fahrzeug- und Motorentechnik 2005 (PDF(Mementovom 20. Dezember 2015 imInternet Archive))

[151] V.Härri, S.Eigen, B.Zemp, D.Carriero:Kleinbus „TOHYCO-Rider “mit SAM-Superkapazitätenspeicher.Jahresbericht 2003 – Programm „Verkehr & Akkumulatoren “, HTA Luzern, Fachhochschule Zentralschweiz (PDF(Mementovom 11. Januar 2014 imInternet Archive))

[152] Tyler Hamilton:Next Stop: Ultracapacitor Buses | MIT Technology Review.Technologyreview, 19. Oktober 2009, archiviert vomOriginalam26. März 2013;abgerufen am 29. Mai 2013.Info:Der Archivlink wurde automatisch eingesetzt und noch nicht geprüft. Bitte prüfe Original- und Archivlink gemäßAnleitungund entferne dann diesen Hinweis.@1@2

[Zeit-153] Superkondensatoren: Der bessere Stromspeicher fürs Elektroauto.InDie Zeit,Nr. 10/2012

[154] Green 'tribrid' minibus unveiledIn:BBC,5. Juni 2008. Abgerufen am 12. Januar 2013

[155] Launch of Europe’s First Tribrid Green Minibus(MementodesOriginalsvom 11. Januar 2014 imInternet Archive), 30. Mai 2008. Abgerufen am 12. Januar 2013

[156] Tony Purnell, Peter Wright:Formula One 2011: Power-Train Regulation Framework.FIA,Version 1.3, 2007 (PDF(MementodesOriginalsvom 17. Februar 2012 imInternet Archive)Info:Der Archivlink wurde automatisch eingesetzt und noch nicht geprüft. Bitte prüfe Original- und Archivlink gemäßAnleitungund entferne dann diesen Hinweis.@1@2Vorlage:Webachiv/IABot/paddocktalk)

[157] Christian Nimmervoll:Die große Analyse: KERS für Dummys.Motorsport-Total, 25. März 2009, abgerufen am 24. Juli 2012

[158] Lern das auswendig, Spiegel-Gespräch mit Sebastian Vettel.In:Der Spiegel.Nr.7,2011,S.112–115(online).

[159] Toyota TS030 LMP1 hybrid revealed.Racecar Engineering, 24. Januar 2012,abgerufen am 30. Mai 2013.

[160] Die Hybridtechnik im Toyota TS030: Mit Superkondensatoren zum LeMans-Erfolg.sportauto.de

[161] Fred Jaillet:Post TOYOTA Racing Impresses In Le Mans Qualifying – TOYOTA Racing – FIA World Endurance Championship Team.Toyotahybridracing, 15. Juni 2012,abgerufen am 30. Mai 2013.

[162] A. F. Burke:Batteries and Ultracapacitors for Electric, Hybrid, and Fuel Cell Vehicles.(Mementovom 7. Januar 2014 imInternet Archive)

[163] A. Pesaran, J. Gonder:Recent Analysis of UCAPs in Mild Hybrids(Mementovom 7. Oktober 2012 imInternet Archive). (PDF; 688 kB) National Renewable Energy Laboratory, Golden CO, 6th Advanced Automotive Battery Conference, Baltimore MD, May 17–19, 2006

[164] Cap-XXSupercapacitors for Automotive & Other Vehicle Applications(PDF; 1,1 MB), March 2012

[165] AFS Trinity Unveils 150 mpg Extreme Hybrid (XH™) SUV(PDF; 1,6 MB) AFS Trinity Power Corporation. 13. Januar 2008; abgerufen am 31. März 2013

[166] A. Pesaran, T. Markel, M. Zolot, S. Sprik:Ultracapacitors and Batteries in Hybrid Vehicles(Mementovom 7. Oktober 2012 imInternet Archive). (PDF; 1 MB)

[167] Mazda präsentiert regeneratives Bremssystem mit Kondensator zur Energiespeicherung, 28. Nov 2011,grueneautos

[168] Mazda 2 mit Elektroantrieb startet in Japan im Oktober 2012,grueneautos

[169] Auto news, 2014 Mazda6 i-Eloop to net 40 mpg hwy, 28 mpg cityautoblog

[170] i-Eloop im neuen Mazda 6: Ungewöhnliches Rekuperationssystem.InAuto-Motor-Sport,Heft 17, 2012

[171] M. Bodach, H. Mehlich, F. Hiller, S. König, D. Hrabal, J. De Roche:Zuverlässigkeit von Superkondensatoren im Hinblick auf Anwendungen im Automobil.In:ETG Fachbericht Internationaler ETG Kongress Karlsruhe 2007.VDE Verlag GmbH,ISBN 978-3-8007-3063-6.(siehe auch Vortragsfolien von M. Bodach, H. Mehlich:Zuverlässigkeitsaspekte bei der Anwendung von Supercaps.;PDF; 1,7 MB)

[172] Nippon Chemi-Con liefert elektrische Doppelschicht-Kondensatoren (DLCAP) für PKWs(Mementovom 23. April 2013 imInternet Archive). (PDF; 169 kB) Press Release Nippon Chemi-Con Corp., 6. Dezember 2011

[173] Grueneautos, 17. Sep 2011, Yo-Auto auf der IAA 2011: ë-Concept und ë-Crossover mit Hybridantriebgrueneautosundgrueneautos

[174] A. E. Kramer:Billionaire Backs a Gas-Electric Hybrid Car to Be Built in Russia.InThe New York Times,13. Dezember 2010

[175] How Emtel’s Supercapacitor Batteries Outperform Traditional Batteries, 08. Aug 2024,[1]

[176] Francesco Lufrano, Pietro Staiti:A bibliometric analysis of the international literature in supercapacitors.In:Int. J. Electrochem. Sci.Band4,2009,S.173–186(electrochemsci.org[PDF]).

[177] Xiaowei Yang, Chi Cheng, Yufei Wang, Ling Qiu, Dan Li:Liquid-Mediated Dense Integration of Graphene Materials for Compact Capacitive Energy Storage.In:Science.Band341,Nr.6145,8. Februar 2013,S.534–537,doi:10.1126/science.1239089,PMID 23908233.

[178] Fastcap:Paradigm shift.FastCap Systems, archiviert vomOriginalam21. Juni 2013;abgerufen am 30. Mai 2013.

[179] Belle Dumé:Graphene supercapacitor breaks storage record(Mementovom 8. August 2011 imInternet Archive). physicsworld 26. November 2010, abgerufen am 25. Juli 2013

[180] Laura Howes:New carbon material boosts supercapacitors.In:Chemistry World.13. Mai 2011,abgerufen am 7. Januar 2024(englisch).

[181] Yanwu Zhu u. a.:Carbon-Based Supercapacitors Produced by Activation of Graphene.In:Science.Band332,Nr.6037,24. Juni 2011,S.1537–1541,doi:10.1126/science.1200770,PMID 21566159.

[182] TaeYoung Kim, Gyujin Jung, Seonmi Yoo, Kwang S. Suh, Rodney S. Ruoff, Activated Graphene-Based Carbons as Supercapacitor Electrodes with Macro- and Mesoporesdoi:10.1021/nn402077v

[183] Long Zhang u. a.:Porous 3D graphene-based bulk materials with exceptional high surface area and excellent conductivity for supercapacitors.In:Scientific Reports.Band3,11. März 2013,doi:10.1038/srep01408,PMID 23474952.

[184] K. Hata u. a.:High-power supercapacitor electrodes from single-walled carbon nanohorn/nanotube composite.InACS Nano,5, Nr. 2, 2011, pp. 811–819,doi:10.1021/nn1017457

[CMP-185] Microporous polymer material for supercapacitors with large capacitance, high energy and power densities and excellent cycle life

[Donglin-186] Yan Kou, Yanhong Xu, Zhaoqi Guo, Donglin Jiang:Supercapacitive Energy Storage and Electric Power Supply Using an Aza-Fused π-Conjugated Microporous Framework.InAngewandte Chemie123, 2011, S. 8912–8916,doi:10.1002/ange.201103493

[187] Zhe Tang, Chun-hua Tang, Hao Gong:A High Energy Density Asymmetric Supercapacitor from Nano-architectured Ni(OH)2/Carbon Nanotube Electrodes.In:Advanced Functional Materials.Band22,Nr.6,2012,S.1272–1278,doi:10.1002/adfm.201102796.

[188] Nippon Chemi-Con announces: The advanced new technology Nano-hybrid Capacitor.(PDF; 138 kB) Press Release Nippon Chemi-Con Corporation, 26. März 2010,abgerufen am 2. November 2020(englisch).

[189] Liqiang Mai u. a.:Fast Ionic Diffusion-Enabled Nanoflake Electrode by Spontaneous Electrochemical Pre-Intercalation for High-Performance Supercapacitor.In:Scientific Reports.Band3,24. April 2013,doi:10.1038/srep01718,PMID 23611904.

[190] Zhong-Shuai Wu, Xinliang Feng, Hui-Ming Cheng:Recent advances in graphene-based planar micro-supercapacitors for on-chip energy storage.In:National Science Review.7. Dezember 2013,S.nwt003,doi:10.1093/nsr/nwt003.

[191] Karl-Heinz Heckner:Elektrochemische Energiespeicher und -wandler für dynamische Anforderungen.(Vortragsfolien; PDF; 3,1 MB) 6. Leibniz-Konferenz Solarzeitalter 2008, Lichtenwalde, 16. Mai 2008,abgerufen am 2. November 2020.

[192] PatentanmeldungWO2003003466:Quantum supercapacitor.Erfinder: Alexander Milhailovich.

[193] PatentanmeldungWO2004004026A2:Verfahren zum Speichern von elektrischer Energie in sog. "Quantum Batterien".Veröffentlicht am8. Januar 2004,Erfinder: Rolf Eisenring.

[194] PatentanmeldungUS2009195961A1:Method and Device for Storing Electricity in Quantum Batteries.Angemeldet am29. Januar 2009,veröffentlicht am6. August 2009,Erfinder: Rolf Eisenring.

[195] A. Raut, C. Parker, J. Glass:A method to obtain a Ragone plot for evaluation of carbon nanotube supercapacitor electrodes.In: Journal of Materials Research Vol. 25, No. 8, Nr. 2010,doi:10.1557/JMR.2010.0192

[clean-196] CleanTechnica, N. Brown, Cheaper Ultracapacitors for Electric Vehiclescleantechnica

[197] Global Battery Markets Information – Battery University.Archiviert vomOriginalam21. März 2015;abgerufen am 30. Mai 2013.

[198] usiness, Electronic Capacitors SIC 3675, Industry report(Mementovom 12. Februar 2010 imInternet Archive)

[199] Ultracapacitor Market Forecast 2015–2020.Market Research Media, 16. März 2012,abgerufen am 30. Mai 2013.

[200] Battery University, BU-209: How does a Supercapacitor Work?

[201] techex P. Harrop:Supercapacitors replace batteries,abgerufen am 22. Feb. 2019

[1]

[2]

[3]

[4]

[5]

[6]

[7]

[8]

[9]

[10]

[11]

[12]

[13]

[14]

[15]

[16]

[17]

[18]

[19]

[20]

[21]

[22]

[23]

[24]

[25]

[26]

[27]

[28]

[29]

[30]

[31]

[32]

[33]

[34]

[35]

[36]

[37]

[38]

[39]

[40]

[41]

[42]

[43]

[44]

[45]

[46]

[47]

[48]

[49]

[50]

[51]

[52]

[53]

[54]

[55]

[56]

[57]

[58]

[59]

[60]

[61]

[62]

[63]

[64]

[65]

[66]

[67]

[68]

[69]

[70]

[71]

[72]

[73]

[74]

[75]

[76]

[77]

[78]

[79]

[80]

[81]

[82]

[83]

[84]

[85]

[86]

[87]

[88]

[89]

[90]

[91]

[92]

[93]

[94]

[95]

[96]

[97]

[98]

[99]

[100]