Energie im Kondensator lange speichern?

Wieso ist es nicht möglich, große Energien in einem Kondensator zu speichern. Und wieso ist die Speicherung zeitlich so stark begrenzt?

Mal angenommen, ich lade einen Kondensator auf und klemme dann die Quelle ab. Dann liegt doch immernoch ein Elektrisches Feld zwischen beiden Elektroden vor.

Answer 1

[atoemlein]

• Es stimmt, im Vergleich zu einem Akku lässt sich in einem Kondensator nur wenig Energie speichern. Das hängt mit der verwendeten Technologie zusammen:
• Im Kondensator werden die "nackten" Ladungsträger selbst gespeichert. Man nimmt also dem einen Pol freie Elektronen weg und lädt sie beim andern Pol als Überschuss ab. Dadurch ensteht ein elektrisches statisches Feld im Innern. Die Isolation muss gut sein, sonst gleicht sich die Ladung schnell aus, und die Spannung darf nicht zu hoch sein, sonst schlägt er durch. Dadurch ist die Ladefähigkeit begrenzt.
• Bei einem Akku wird die Ladung chemisch gespeichert. Die Elektronen werden einem Stoff "zugegeben", und dieser wird chemisch umgewandelt und ist wieder stabil. Dadurch sitzen die Elektronen viel lieber bei ihrem Atom oder in ihrer chemischen Verbindung. Und deshalb kann man zwar nicht beliebige Spannungen pro Zelle aufbauen, aber dafür viel mehr Elektronen unterbringen. Die Ladungsdifferenz äussert sich im Elektrodenpotential, die für jeden Stoff relativ genau definiert ist, und das ergibt dann die Batteriespannung bzw. die Zellenspannung.
• Vorteil des Kondensators gegenüber einem Akku ist dafür auch, dass die Ladung/Energie extrem schnell verfügbar ist. Deshalb kann ein Kondensator extreme Kurzschlussströme produzieren. Beim Akku hingegen muss zuerst ein chemischer Prozess "anlaufen", der die Elektronen freigibt.
• Die Speicherungszeit ist in beiden Speicherelementen begrenzt, weil sie nie ganz "dicht" sind: Die getrennten Ladungen finden einen Weg zueinander, sei es innendurch oder aussenrum.