Neue Lithium-Metall-Batterie könnte Reichweite von E-Autos massiv erhöhen
Die von deutschen Forschern entwickelte Lithium-Metall-Batterie könnte in Zukunft die Reichweite von E-Autos erhöhen. Mit einer Energiedichte von über 500 Wh/kg funktioniert die Lithium-Metall-Batterie mit hoher Effizienz.
Neuer Akku könnte Reichweite von E-Autos erhöhenSymbolbild
Geringere Reichweite als Verbrenner und auch die langen Ladezeiten galten in der Vergangenheit als Hauptkritikpunkte bei Elektroautos. Viele Benzin-und Dieselwagen können nämlich weit mehr als 500 Kilometer fahren und lassen sich auch innerhalb von wenigen Minuten betanken. Elektroautos laden oft bis zu einer Stunde. Daher wird bereits an Verbesserungen gearbeitet. Forscher der Karlsruhe Institute of Technology und des Helmholtz-Instituts in Ulm haben nun eine Lithium-Metall-Batterie entwickelt. Diese verspricht massive Verbesserungen.
Große Energiedichte
Die besagte Lithium-Metall-Batterie erreicht eine Energiedichte von deutlich über 500 Wattstunden pro Kilogramm. Zum Vergleich: Übliche Lithium-Energiespeicher bringen 200 bis 300 Wh/kg. Dementsprechend wäre das also eine Verdoppelung. Mit dem neuen Akku wäre eine Reichweite von über 1.000 Kilometern denkbar. Hier wird mit einer gut verfügbaren Kobalt-armen und Nickel-reichen Kathode experimentiert. Zwar erreichte diese eine hohe Energiedichte. Allerdings zeigte sich nach nach wenigen Ladezyklen bereits Degradierungserscheinungen.
Daher stiegen die Forscher auf ionisches Flüssig-Elektrolyt um. Damit erreichte man eine Energiedichte von 560 Wh/kg. Jedoch muss man sich noch ein wenig gedulden, bis diese Erfindung in die Produktionsstätten der Autohersteller kommt.
Kommentare
Auch ich habe mich eingehend mit der damit verbundenen Thematik befasst, komme allerdings zu einem anderen Schluss:
Im Schwerverkehr ist bei derzeitigem Stand der Technik der bereits in Serie verfügbare Erdgasantrieb (geht auch mit Biogas) mit maximal 10% an Schadstoffen wie beim Diesel unschlagbar.
Beim Pkw sind es beim Stand der Akkutechnik Hybride mit kleinen Batterien.
Erst, wenn neue Akkus mit einer entsprechenden Leistungsdichte serienreif sind, werden reine Elektroautos konkurrenzfähig.
Bleibt also noch das Problem der Stromerzeugung. Da sind zwei österreichische Entwicklungen zukunftsfähig. Einmal die Entwicklung einer Solarzelle mit fast dreifachem Wirkungsgrad, die bald in Serienproduktion gehen könnte, und eine Solarfolie, die mit herkömmlichen Verfahren erzeugt werden kann und auf die der stromproduzierende Anteil wie Farbe einfach aufgedruckt wird. Leider ist hier die Lebensdauer noch zu gering für einen Serieneinsatz.
Auch wenn man außer Acht lässt, dass in all diesen Diskussionen nicht von LKWs, Bussen und Arbeitsmaschinen (Traktoren, …) gesprochen wird, und nur PKWs als böse CO2-Emittenten stigmatisiert werden:
Es gibt weltweit nicht genug Rohstoffe, um Akkus für einen gesamten Ersatz der weltweiten PKW-Flotte zu bauen.
Es gibt österreich-, europa- und weltweit nicht genug erneuerbaren Strom, um eine relevante PKW-Flotte “grün” zu laden.
Und breite Bevölkerungsschichten haben auch nicht das Geld, sich ein Fortbewegungsmittel um 30.000 EUR aufwärts (nein, ich rede nicht von kleinen Stadtflitzern, sondern einem für eine Familie brauchbaren Fahrzeug) zu kaufen.
e-Mobilität wird also individuelle Mobilität nur für eine kleine Kaste von Privillegierten ermöglichen.
Und für alle anderen bleiben (Lasten-)Fahrräder und Öffis.
Schöne Zukunft.
Ja, ich weiß von einem Akkusystem mit dem man mit einer Ladung ein Notebook ein halbes Jahr lang betreiben kann. Und eben auch klein genug um in ein Notebook zu passen. Aber für die Serienreife sind diese Sachen alle nicht fertig.
Die Lithium-Ion-Akkus sind eigentlich die einzige wirklich brauchbare Entwicklung in den letzten Jahrzehnten. Alle anderen wichtigen Akkusysteme gibt es schon seit hundert Jahren und länger. Tatsächlich geht da fast garnichts weiter.
Auch nach 1000 Ladezyklen hat die L-M Batterie mit der Speicherdichte 500 Wh/kg noch 88% der Kapazität. Jetzt noch auch die Stomnetze dazu ausbauen. Die Welt wird dann nachhaltig “grün” bis zum Batteriebrand. Hat einen “Recyclingvorteil”, man kann gleich ganzes Auto recyceln…
Vor allem: Wenn so ein Auto brennt und man kann sich selbst nicht daraus retten, verbrennt man. Andere könenn einen nicht retten, weil da so hohe Spannungen herrschen, dass sich ein Retter in Lebensgefahr begeben würde.
Ja, die hohe Kapazität schaut am Papier gut aus. Man muss auch den Strom berücksichtigen, den man zum Laden braucht und wie lange das dauert. Man kann ja nicht neben jede Ladestation ein Atomkraftwerk stellen. Und wenn das ein Atomkraftwerk ist, dann müsste auch ständig was angeschlossen sein, weil das ansonsten heißläuft.
Es ist also allein mit der Akkutechnologie noch nicht viel gelöst.
Wirklich großartig und einfach machbar sind Elektroautos mit einer Reichweite von ca. 100km pro Ladung. Damit könnte schon gut die Hälfte aller Autos ersetzt werden, für die sowieso keine größere tägliche Reichweite nötig ist. Und das ist auch preisgünstig realisierbar. Aber für große Reichweiten ist ein Elektroauto eher nicht so sehr tauglich.
Eine weitere wichtige Frage wäre: wieviel CO2 wird bei der Produktion dieses Akkutyps freigesetzt? Und zwar spezifische Werte in kg CO2/kWh Speicherkapazität, am besten auch noch differenziert nach Herstellerland (in China produzierte Akkus verursachen wegen des hohen Kohlestromanteils ein Vielfaches an CO2 im Vergleich zu Europa).
Eine Grundsatzdiskussion, ob das anthropogen verursachte CO2 Treiber des Klimawandels ist, kann man sachlich eh nicht führen – Zweifler werden sofort geächtet und ihre Argumente abgewürgt. Daher gilt es, die Propheten der CO2-Redultion mit ihren eigenen Waffen zu schlagen und Lifecycle-Analysen anzustellen. Da werden dann die rein ideologisch geschulten Pseudostudienabsolventen schnell “schmähstad”.
Manfred, das ist ein Prototyp in Entwicklung. Noch wird geforscht! Alle Ihre pseudowissenschaftlichen Fragen sind daher für die Katz, weil es noch keine Serienproduktion gibt!
Und Sie wollen anderen das argumentieren beibringen? Echt jetzt?
Oje, da hab ich einen Nerv getroffen -freut mich! Zur Beurteilung der CO2-Emission über den Lebenszyklus braucht man nur die Grundrechnungsarten zu beherrschen, was allerdings nicht mehr für Jeden/Jede Allgemeingut zu sein scheint. Meine industrielle Erfahrung (ja, man stelle sich vor, die ist bei mir vorhanden!) lehrte mich, bei einer Entwicklung Wert darauf zu legen, dass das neue Produkt Vorteile gegenüber Bestehendem hat. Das Anstellen einer Vergleichsrechnung hat sich dabei extrem bewährt. Und auch die Entscheidungsträger müssen (oder mussten es früher) davon überzeugt werden, sonst ist eine Entwicklung doch sinnlos, oder?
Die wievielte angekündigte Verbesserung ist das bereits ?
Die Glühbirne ist ungleich simpler, aber wurde auch nicht an einem Tag erfunden.
Von einem Tag redet eh niemand. Es ist bei Akkus wirklich ungewöhnlich lange. Das einzig Brauchbare an Neuerungen waren die Lithium-Ion-Akkus in den letzten Jahrzehnten. Alle anderen bedeutenden Akkusysteme sind schon gut 100 Jahre alt. Die gab es schon als man ursprünglich geglaubt hatte, das Auto wird ein Elektroauto werden. Die meisten Autos der Anfangszeit waren Elektroautos.