Der Begriff Kapazität beschreibt in den Materialwissenschaften die Fähigkeit eines Systems oder Werkstoffs, eine bestimmte extensive Größe pro Masse-, Volumen- oder Flächeneinheit aufzunehmen, zu speichern oder bereitzustellen. Je nach Anwendung kann es sich dabei um Masse (z.B. Wasser), Ladung, Energie, Wärme oder gelöste Spezies handeln. Kapazität ist somit ein übergeordneter, kontextabhängiger Kennwert und wird durch geeignete Normierung (z.B. gravimetrisch, volumetrisch) präzisiert.
Die gravimetrische Kapazität ist ein zentraler Parameter elektrochemischer Energiespeicher (Batterien, Superkondensatoren). Sie gibt üblicherweise in mAh g−1 an, wie viel elektrische Ladung pro Masseneinheit des aktiven Materials reversibel umgesetzt werden kann. Sie wird aus der integrierten Stromstärke über die Zeit bezogen auf die Masse abgeleitet und ist direkt mit der theoretischen Kapazität aus der Stöchiometrie (Faraday-Konstante, Elektronenzahl pro Formeleinheit) verknüpft. Abweichungen zur theoretischen Kapazität liefern Hinweise auf parasitäre Reaktionen, kinetische Begrenzungen oder unzugängliche aktive Zentren.
Die Wasserspeicherkapazität charakterisiert die Fähigkeit poröser oder hygroskopischer Materialien, Wasser zu adsorbieren oder zu absorbieren. Sie wird häufig gravimetrisch (z.B. g H2O g−1 Feststoff) oder volumetrisch angegeben und hängt von Porenstruktur, Oberflächenchemie, Bindungsmechanismen (physikalische vs. chemische Adsorption) und Umgebungsbedingungen (Temperatur, relative Feuchte) ab. Isotherme Sorptionsmessungen liefern die Grundlage für die Quantifizierung.
Allgemein erfordert die wissenschaftlich präzise Verwendung des Kapazitätsbegriffs die klare Angabe der betrachteten Größe (Ladung, Masse, Energie etc.), der Normierung (gravimetrisch, volumetrisch, spezifisch) sowie der Randbedingungen des Messverfahrens. Nur so sind Materialien und Systeme reproduzierbar vergleichbar.
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