Superkondensatoren sind Energiespeicher, die auf der Ansammlung von Ionen in Poren beruhen. Sie haben im Vergleich zu Batterien eine kurze Ladezeit und eine lange Lebensdauer. In den letzten Jahren hat die Verwendung poröser Materialien in Energiespeichersystemen bei der Entwicklung von Superkondensatoren zunehmend an Bedeutung gewonnen, und Wissenschaftler haben eine Vielzahl chemischer Verfahrenstechniken eingesetzt, um die Strombewegung in porösen Materialien zu untersuchen.
Bisherige Literatur hat jedoch nur die Bewegung von Ionen in einer Pore beschrieben. Diese neue Studie kann jedoch die Bewegung von Ionen in einem komplexen Netzwerk aus Tausenden von miteinander verbundenen Poren in wenigen Minuten simulieren und vorhersagen. Die Forscher haben experimentell herausgefunden, wie sich winzige geladene Teilchen, Ionen genannt, durch ein komplexes Netzwerk winziger Poren bewegen. Dies ist ein Durchbruch, der zur Entwicklung effizienterer Energiespeicher wie Superkondensatoren beitragen wird.
Die Entdeckung modifiziert das Kirchhoffsche Gesetz, das seit 1845 den elektrischen Strom in Schaltkreisen „regelt“ und eines der grundlegendsten und wichtigsten Gesetze der Lehrbuch-Schaltkreistheorie ist. Doch im Gegensatz zu Elektronen wird die Bewegung von Ionen sowohl von elektrischen Feldern als auch von Diffusion beeinflusst. Die Forscher fanden heraus, dass sich Ionen an den Kreuzungspunkten von Poren bewegen, anders als es das Kirchhoffsche Gesetz beschreibt.
Die neue Entdeckung dürfte nicht nur zu effizienten Ladegeräten für Autos, elektronische Geräte und andere Produkte führen, sondern hat auch wichtige Auswirkungen auf die Energiespeicherung im Netz, wo der Energiebedarf stark schwankt und ein höherer Bedarf an effizienter Energiespeicherung besteht, um die Verschwendung in Zeiten geringer Nachfrage zu minimieren und eine schnelle Versorgung in Zeiten hoher Nachfrage zu gewährleisten.