Die 1.000-Kilometer-Batterie kann das Problem der Elektroauto nicht lösen

Revolutionäre Entwicklung in der Batterieforschung

Etwa 14.500 Tankstellen gibt es in Deutschland, an denen Autofahrer binnen weniger Minuten Hunderte Kilometer Reichweite auffüllen können. Es sei denn, man fährt elektrisch. Selbst an einem der noch wenigen Schnellladepunkte dauert der Ladevorgang meist den besseren Teil einer Stunde und nach etwa 400 Kilometern steht der nächste Ladestopp an. Zwar können neue Elektrofahrzeuge heute mit einer Ladung – bis zu – 700 km weit fahren, die psychologisch wichtige Schwelle von 1.000 km Batteriereichweite wurde bislang jedoch nicht geknackt. Im Zentrum der Forschung steht dabei nach wie vor die Verwendung von Silizium, das für seine hohe Speicherkapazität bekannt ist. Trotz seines Potenzials bleibt die praktische Nutzung von Silizium, zum Beispiel als Anodenmaterial in Lithium (Li)-Ionen-Batterien, ein Rätsel.

Neue Li-Ionen-Batterietechnologie mit hoher Energiedichte

Hier kommen Professor Soojin Park, Doktorand Minjun Je und Dr. Hye Bin Son vom Fachbereich Chemie der Pohang University of Science and Technology in Südkorea ins Spiel. Sie haben ein Li-Ionen-Batteriesystem der nächsten Generation mit hoher Energiedichte entwickelt. Ihren großen Durchbruch erreichten sie dank kleinster Teilchen, genauer gesagt Mikro-Siliziumpartikel. Zusätzlich verwendeten sie einen Gel-Polymer-Elektrolyten, der viele der bisherigen Probleme von Silizium-Anoden im wahrsten Sinne des Wortes abfedert. Was Silizium für die Batterieforschung so interessant macht, ist seine Eigenschaft, dass es als Anode bis zu zehnmal mehr Lithium-Ionen aufnehmen kann als die bisherigen Graphitanoden.

Wasserbatterien als umweltfreundliche Alternative

Lithium-Ionen-Energiespeicher sind aufgrund ihrer technologischen Reife Marktbeherrschend, doch ihre Eignung für die Energiespeicherung in großem Maßstab wird durch Sicherheitsbedenken hinsichtlich der flüchtigen Materialien im Inneren eingeschränkt. Ein weiteres „brandheißes“ Argument gegen E-Autos ist daher ihr verändertes Brandrisiko, genauer gesagt das subjektive Sicherheitsempfinden der Nutzer. In Wirklichkeit unterscheidet sich die Anzahl der E-Auto-Brände kaum von jener der konventionellen Autos. Jedoch lassen der Zeitpunkt der auftretenden Brände und die Herausforderungen beim Löschen die Alarmglocken schrillen. Während ein Fahrzeug mit Verbrennungsmotor praktisch nur im Betrieb Feuer fangen kann, können sich E-Autos auch im Stillstand spontan selbst entzünden. Die Folgen können katastrophal sein. Weder Feuer fangen noch explodieren können die recycelbaren „Wasserbatterien“ eines internationalen Teams von Forschern und Industrievertretern unter der Leitung des Royal Melbourne Institute of Technology (RMIT) in Australien. Ihre Batterien verwenden Wasser als Ersatz für organische Elektrolyte, die den Stromfluss zwischen Plus- und Minuspol ermöglichen. Forschungsleiter Professor Tianyi Ma erklärte dazu: „Was wir entwickeln und herstellen, nennt man wässrige Metall-Ionen-Batterien – oder einfach Wasserbatterien.“

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Die 1.000-km-Batterie kann das E-Auto-Dilemma nicht lösen

Etwa 14.500 Tankstellen gibt es in Deutschland, an denen Autofahrer binnen weniger Minuten Hunderte Kilometer Reichweite auffüllen können. Es sei denn, man fährt elektrisch. Selbst an einem der noch wenigen Schnellladepunkte dauert der Ladevorgang meist den besseren Teil einer Stunde und nach etwa 400 Kilometern steht der nächste Ladestopp an. Zwar können neue Elektrofahrzeuge heute mit einer Ladung – bis zu – 700 km weit fahren, die psychologisch wichtige Schwelle von 1.000 km Batteriereichweite wurde bislang jedoch nicht geknackt. Im Zentrum der Forschung steht dabei nach wie vor die Verwendung von Silizium, das für seine hohe Speicherkapazität bekannt ist. Trotz seines Potenzials bleibt die praktische Nutzung von Silizium, zum Beispiel als Anodenmaterial in Lithium (Li)-Ionen-Batterien, ein Rätsel. 1.000-Kilometer-Batterie in Reichweite

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