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publié le 15 août 2017 Beauté › Parfum

Während die Politik über Verbote von Verbrennungsmotoren sinniert, leisten Akku-Entwickler echte Arbeit. Wie serienreif sind Technologien, die das Elektroauto bezahlbar und alltagstauglich machen? CHIP-Chefredakteur Sepp Reitberger gibt einen Überblick.

Von jetzt auf gleich den Verbrenner einstampfen und auf die Elektromobilität umschwenken? Da hätten wir aber ein Ressourcen-Problem. Allein die angepeilte Jahresproduktion von 500.000 Model 3 bei Tesla mit jeweils mindestens 60 Kilowattstunden Akkukapazität bedeutet einen massiven Mehrbedarf an Lithium. Lithium ist eines der häufigsten Elemente in der Erdkruste, aber wirtschaftlich abbaubar ist es nur in den Vorkommen in Salzseen, die meisten davon in Südamerika. Die bekannten Lithium-Vorräte werden nicht ausreichen, um den weltweiten Auto- und LKW-Verkehr komplett zu elektrifizieren. Alternativen zu Lithium-basierten Akkus haben die Autokonzerne im Moment aber nicht im Ärmel.

Selbst Supercharger sind nicht die Lösung
Auch auf der Anwenderseite gibt es noch ungeklärte Fragen. Das Lieblings-Szenario der Elektromobilitäts-Skeptiker ist die Urlaubssaison: Wenn beispielsweise in Nordrhein-Westfalen die Ferien beginnen, bilden sich im Urlaubsverkehr schnell Rückstaus vor den Zapfsäulen an den Autobahnraststätten in Richtung Süden. Dabei sind heutige Autos aber in fünf Minuten abgefertigt.

Die Supercharger von Tesla brauchen für eine 80- Prozent-Ladung 45 Minuten, und selbst die stärkste Ladetechnik (etwa von Porsche angekündigt: 800 Volt, bis zu 350 kW) wird ein Elektroauto mindestens 15 Minuten aufhalten. Wenn alle Autos im Urlaubsstau nach längstens 500 Kilometern so lange geladen werden müssten, bräche der Verkehr auf den Autobahnen wohl zusammen.

Gleichzeitig wächst jedes Jahr der Anteil der erneuerbaren Energien am europäischen Strommix. Immer häufiger führt die Wetterlage dazu, dass die erzeugte Wind- und Sonnen-Energie vom Stromnetz nicht mehr aufgenommen werden können. An anderen Tagen fallen diese Stromquellen dagegen komplett aus. Autos könnten diese Problemstellung als Puffer abfangen , aber dafür wären noch mehr und größere Akkus notwendig.

  • Akku Fujitsu Amilo Pi 2540
  • Akku Fujitsu Amilo Pa 1510
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  • Akku für Sony VGP-BPS9A/S
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  • Akku für Sony VGP-BPS9/S
  • Akku für Sony VGP-BPS9/B
  • Akku für Sony VGP-BPS2C/S/E
  • Akku für Sony VGP-BPS2C/S

Drei Unternehmen zeigen: Fossile Treibstoffe sind nicht alternativlos
Ist das Ziel, die Welt bis 2050 auf CO2-neutrale, also elektrische Energieversorgung umzustellen, also zum Scheitern verurteilt? Ist die derzeitige Versorgung der individuellen Mobilität mit fossiler Energie am Ende alternativlos? Drei Unternehmen geben die Antwort: Nein.

1. Audi: Mögliche CO2-Neutralität durch e-Gas
Audi ist zurzeit in erster Linie im Zusammenhang mit dem Dieselskandal in den Schlagzeilen. Die VW-Tocher arbeitet aber seit vielen Jahren im Hintergrund an einer Technik, die einen gewichtigen Beitrag zur CO2-Reduktion leisten könnte: Windkraftanlagen und Photovoltaik sind hier die Energiequellen, aus der die g-tron Modelle der Marke gespeist werden. Audi g-tron steht für ganz normale Verbrennungsmotoren, die statt mit Benzin mit Erdgas betrieben werden ( einen Fahrbericht lesen Sie hier). Dass das prinzipiell möglich ist, ist keine neue Erkenntnis: Die elektrische Energie fließt dazu zunächst in eine Hydrolyse-Anlage, die Wasser in Wasserstoff und Sauerstoff aufspaltet. Der Wasserstoff könnte bereits direkt abgezapft und in den Tank eines Brennstoffzellen-Autos gefüllt werden. Audis Anlage zeigt, dass diese Art der Stromvergasung in industriellem Maßstab möglich ist.

Das japanische Unternehmen GS Yuasa hat eine neue Generation von Lithium-Ionen-Batterien für Elektroautos entwickelt . Diese Akkus versprechen vor allem für kleine E-Autos fast die doppelte Reichweite im Vergleich zu aktuellen Modellen. Der Kleinwagen Mitsubishi i-MiEV soll damit beispielsweise bis zu 340 km schaffen, anstatt der bisherigen 170 km – ähnlich einer größeren E-Limousine oder einem Benziner.

Die neuen Akkus sollen ab 2020 erhältlich sein. Die Produktion übernimmt Lithium Energy Japan, ein Joint Venture von Mitsubishi Corp. und Mitsubishi Motors. Hergestellt werden die Akkus in Japan. Die Auslieferung erfolgt dann an Autohersteller in Japan und Europa. Welche Auto-Modelle mit den Batterien ausgestattet werden, ist bislang noch nicht bekannt.

Forscher haben jetzt eine neue leistungsstarke Batterie entwickelt, welche auf Papier basiert und von Speichel betrieben wird. Diese neue Batterie kann unter extremen Bedingungen eingesetzt werden, auch wenn normale Batterien nicht mehr funktionieren würden.

Die Wissenschaftler der Binghamton University in den USA entwickelten eine Batterie, indem sie mikrobielle Brennstoffzellen mit inaktiven, gefriergetrockneten Zellen kombinierten. Nach einer Zugabe von Speichel kann diese Batterie Energie erzeugen. Die Experten veröffentlichten die Ergebnisse ihrer Studie in der Fachzeitschrift „Advanced Materials Technologies“.

Bereits ein Tropfen Speichel führt zur Energieerzeugung
Die neu entwickelte Batterie erzeugt bereits mit nur einem Tropfen Speichel zuverlässig Energie. Diese Batterie kann von der nächsten Generation von sogenannten Point of Care (POC) Diagnose-Plattformen verwendet werden, erläutern die Mediziner.

Speichel ist überall leicht verfügbar
Die Batterie hat gegenüber anderen konventionellen Strom erzeugenden Lösungen klare Vorteile, weil die biologische Flüssigkeit zur Aktivierung der On-Demand-Batterie auch bei sonst nur eingeschränkten Ressourcen leicht verfügbar ist.

  • Akku für Sony VGP-BPS2C
  • Akku für Sony VGP-BPS2B
  • Akku für Sony VGP-BPS2A/S
  • Akku für Sony VGP-BPS2A
  • Akku für Sony VGP-BPS2
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  • Akku für Sony VGP-BPL18
  • Akku für Sony VGP-BPL10
  • Akku für Sony VGP-BPL9
  • Akku für Sony VGP-BPL2C/S
  • Akku für Sony VGP-BPL2C

Gefriertrocknung ermöglicht langfristige Speicherung von Zellen
Die Nutzung der Technologie zur Gefriertrocknung ermöglicht eine langfristige Speicherung von Zellen ohne Verschlechterung des Materials oder Denaturierung, sagen die Experten. Eine sogenannte Denaturierung bezeichnet eine strukturelle Veränderung von Biomolekülen, welche zu einem Verlust der biologischen Funktion der Moleküle führt, ohne dabei die Primärstruktur zu verändern.

Besonders in Entwicklungsländern könnte die neue Batterie zum Einsatz kommen
Vor allem für POC-Diagnoseanwendungen in Entwicklungsländern ist eine On-Demand-Mikroenergieerzeugung erforderlich, erklärt Autor Professor Seokheun Choi von der Binghamton University. Typischerweise benötigen diese Anwendungen nur eine minimale Menge von Energie, um mehrere Minuten zu funktionieren. Allerdings sind kommerzielle Batterien oder andere Energietechnologien zu teuer und überqualifiziert. Außerdem stellen sie eine Belastung für die Umwelt dar, fügt Professor Choi hinzu.

Die Leistung der Batterie muss noch verbessert werden
Die Wissenschaftler konzentrieren sich bei ihrer weiteren Forschung auf die Verbesserung der Leistungsdichte der neu entwickelten Batterie, so dass in Zukunft mehr Anwendungen mit Strom versorgt werden können.

16 mikrobielle Brennstoffzellen konnten eine LED-Diode betreiben
Insgesamt 16 mikrobielle Brennstoffzellen, welche in einer Reihe auf einem einzigen Blatt Papier verbunden sind, haben die gewünschten Werte von elektrischem Strom und Spannung erzeugt, um eine LED-Diode zu versorgen, sagen die Forscher aus den USA. Für andere elektronische Anwendungen sei allerdings eine Leistungsverbesserung erforderlich. (as)

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