Neuer Wunderakku: 400 Kilometer Reichweite und preiswerter als ein Verbrennungsmotor

Bei der Entwicklung von Elektroautos sind aktuell noch zwei große Probleme zu lösen. Zum einen dauert der Ladevorgang selbst an Schnellladestationen noch immer deutlich länger als ein normaler Tankstopp. Zum anderen sind die Batterien extrem teuer. Forscher in aller Welt arbeiten an der Lösung dieser Probleme. Sie könnten so dazu beitragen, die Elektrifizierung des Straßenverkehrs noch schneller voranzutreiben. Forschern an der Penn State University in den Vereinigten Staaten ist nun ein ganz besonderer Durchbruch gelungen: Sie entwickelten einen Akku, der beide Probleme auf einmal lösen soll. So versprechen die Wissenschaftler, dass die Batterie in nur zehn Minuten vollständig aufgeladen werden kann. Sie reicht dann für rund 400 Kilometer. Außerdem soll der Akku nicht mehr als rund 3.000 Euro kosten – und wäre damit billiger als ein Verbrennungsmotor.

Bild: Chao-Yang Wang’s lab, Penn State

Die Forscher setzen die entstehende Hitze gezielt ein

Wie aber ist den Forschern dieses Kunststück gelungen? Dazu muss man zunächst einmal verstehen, welche Schwierigkeiten bisher aufgetreten sind. Denn grundsätzlich gilt: Je stärker sich eine Batterie erhitzen kann, desto leichter ist eine schnelle Aufladung. Bisher führte zu viel Hitze dann aber wiederum zu einem Verschleiß der Elektroden. Es musste also stets ein Mittelweg gefunden werden zwischen schnellen Ladezeiten und einer möglichst langen Lebensdauer. Diesen Zwiespalt haben die Ingenieure nun umgangen, indem sie eine Nickelfolie am Minuspol befestigten und aus der Batterie herausragen ließen. So wird ein dritter Pol gebildet. Beginnen nun Elektronen zu fließen, heizt sich die Folie auf und erwärmt das Innere der Batterie. Ab einer Innentemperatur von 60 Grad Celsius ist der Akku dann bereit für eine schnelle Aufladung.

Preiswerte Materialien drücken die Produktionskosten

Außerdem arbeiteten die Forscher kontinuierlich daran, immer besser geeignete Materialien zu finden. So arbeiteten sie ursprünglich mit einer Nickel-Kobalt-Mangan-Batterie. Inzwischen kommt aber eine Lithium-Eisen-Phosphat-Kombination zum Einsatz. Inzwischen kommt die neu entwickelte Batterie also ohne teures und umweltschädliches Kobalt aus. Auch die Anode besteht mit Graphit aus einem vergleichsweise preisgünstigen Material. Auf diese Weise konnten die Kosten signifikant gesenkt werden. Auf übermäßig viel Leistung müssen die Autofahrer dennoch nicht verzichten: Die Spitzenleistung der Batterie liegt bei 300 kW. Die Beschleunigung von null auf einhundert Stundenkilometern kann so in drei Sekunden erfolgen. Noch allerdings gilt es sich zunächst in Geduld zu üben. Denn die Forscher haben zwar inzwischen einen funktionsfähigen Prototyp präsentiert. Von einer Serienproduktion ist man aber noch ein ganzes Stück entfernt.

Via: New Atlas

Auto / Elektroauto
[trendsderzukunft.de] · 26.01.2021 · 08:10 Uhr
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