Das chinesische Elektroauto Geely "Panda". Bild: public domain

Deutsche Wissenschaftler haben neue Batterien entwickelt, die Elektroautos billiger machen könnten. Zudem steigt die Reichweite durch eine höhere Energiedichte an.

Von Irina Slav / Oilprice.com

Es ist kein Geheimnis, dass Batterien der teuerste Teil eines Elektrofahrzeugs sind. Als solches ist dies die Wurzel des Problems der Branche und ein Hindernis für größere Fortschritte auf dem Mainstream-Markt. Forscher auf der ganzen Welt bemühen sich um die Lösung dieses Problems, und jetzt gibt ein Team deutscher Wissenschaftler an, einen entscheidenden Schritt in diese Richtung getan zu haben.

Das Team des Fraunhofer-Instituts für Material- und Strahltechnik IWS hat ein neues Herstellungsverfahren für Elektrofahrzeugbatterien entwickelt, bei dem die Elektroden nicht mit Flüssigkeiten, sondern mit einem trockenen Film aus Chemikalien beschichtet werden. Demnach ist dieses Verfahren weniger energieintensiv, was bedeutet, dass es billiger ist. Und es ist auch insofern besser als das Standardverfahren, weil es keine giftigen Lösungsmittel enthält.

„Unser Dry Transfer Coating-Verfahren zielt darauf ab, die Prozesskosten bei der Elektrodenbeschichtung spürbar zu senken“, sagte Projektleiter Dr. Benjamin Schumm gegenüber Phys.org. „Hersteller können giftige und teure Lösungsmittel eliminieren und Energiekosten beim Trocknen einsparen. Darüber hinaus ermöglicht unsere Technologie die Verwendung von Elektrodenmaterialien, die sich nur schwer oder gar nicht nasschemisch verarbeiten lassen.“

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Der letzte Teil von Schumms Kommentar ist wichtig: Batterien werden in Zukunft viel energiedichter sein als die heutige Version, und dies erfordert die Verwendung dieser Materialien. Die Alternative des Teams zur teuren und toxischen Nasschemie auf der Basis von Bindemittelpolymeren ist auf die Batterien der Zukunft ausgerichtet, von denen laut Schumm und seinen Kollegen viele Festkörperbatterien sein werden.

„Diese Batterien werden in der Lage sein, mehr Energie im selben Volumen wie die heutigen Lithium-Ionen-Batterien zu speichern“, sagte der IWS-Projektleiter.

Die meisten akkubedingten Durchbrüche in den Nachrichten werden aus dem Labor gemeldet. Trotz der Zusicherung, dass die Technologie möglicherweise skalierbar ist, wurden nur wenige tatsächlich getestet. Dies ist beim IWS-Elektrodenbeschichtungsverfahren nicht der Fall. Das Institut hat bereits einen Partner aus dem verarbeitenden Gewerbe: Finnish BroadBit Batteries. Das Unternehmen hat bereits eine Pilotproduktion in einem Werk gestartet und produziert Natriumionenbatterien mit dem neuen Beschichtungsverfahren, das neben all seinen anderen Vorteilen auch wesentlich schneller als die Nasschemie ist.

In Anbetracht dessen wird die Trockenbeschichtungstechnologie möglicherweise eines Tages die herkömmliche Methode zur Beschichtung von Elektroden durch die Chemikalien ersetzen, aus denen sie hergestellt werden. Mit diesem Ersatz können Elektrofahrzeuge zwei ihrer wichtigsten Ziele erreichen: Senkung der Fahrzeugpreise und Steigerung der Kosten Energiedichte ihrer Batterien mit dem Einsatz neuer Chemikalien.

Die europäischen Autohersteller sollten sich besonders über die Auswirkungen der Erfindung des IWS-Teams auf die niedrigeren Batteriekosten freuen. Diese haben Milliarden in ihre EV-Produktionspläne gesteckt, sind jedoch übermäßig auf importierte Batteriezellen angewiesen. Ein selbst hergestellter, billigerer Batterieproduktionsprozess könnte ihnen helfen, diese Abhängigkeit zu einem entscheidenden Zeitpunkt zu verringern, an dem Elektrofahrzeuge, unterstützt von der Regierungspolitik, die Chance haben, wirklich aufzusteigen.

In einer kürzlich von AlixPartners durchgeführten Studie wurde geschätzt, dass „bis 2023 weltweit satte 255 Milliarden US-Dollar für Forschung und Entwicklung sowie für Investitionen in Elektrofahrzeuge aufgewendet werden und bis 2022 207 Elektromodelle auf den Markt kommen werden.“

Die schlechte Nachricht ist, dass viele von ihnen „aufgrund der derzeit hohen Systemkosten, der geringen Stückzahlen und des intensiven Wettbewerbs“ nicht wettbewerbsfähig wären.

Das neue Produktionsverfahren der deutschen Mannschaft könnte sogar die Wettbewerbsbedingungen verbessern.

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9 KOMMENTARE

  1. Das alles erinnert mich an die Wunderwaffen für den Endsieg und als Kunde interessieren mich nur drei Dinge, wie teuer wird ein Elektroauto im Vergleich, welche Strecken kann ich damit zurücklegen, was kostet mich Strom, Steuern und Unterhalt und ist das Fahrzeug in der Herstellung umweltverträglicher als herkömmliche Vehikel und solange hier keine klare Sprache vorliegt, kann man davon ausgehen, daß es lediglich ein frommer Wunsch ist dieses neue Antriebsmittel auszubauen und die Frage stellt sich automatisch, warum man nicht schon längst diese Technik verfolgt hat, zumal sie ja schon seit gut 100 Jahren bekannt und eingesetzt wurde mit mehr als fragwürdigem Erfolg und wieso soll nun auf einmal alles glatt laufen, das geht zu Lasten des Kunden, denn haben die erst mal das Geld auf dem Konto, dann kann sich der Einzelne damit herumschlagen, das ist alles zu vage, ohne Beweis der langfristigen Tauglichkeit.

    • Mein lieber Achim, ich weiß nicht woher dein Allgemeinwissen herstammt aber allzu doll scheint es nicht zu sein. Im Gegensatz zu deinen verächtlich gemeinten Wunderwaffen funktionieren heutige Umwelttechnologien Made in Germany gar nicht oder zu es sind zu Hauff nicht realiesierbare Dünnschissprojekte.
      Deutschlands sogenannte Wunderwaffen waren der Welt 40, höre zu 40 Jahre entwicklunstechnisch im voraus. V3 wurde Apollo,Schmeisser aus Suhl, vollautomatisches Sturmgewehr wurde trotz Verleugnung Kalaschnikow, Aerosolbombe in Syrien von den Russen abgeworfen deutscxhe Entwicklung, Horten der erste Düsenjäger, heute amerikanischer Nachbau der Nurflügler Stealthbomer, Atombombe Hiroshima-Nagasaki aus Thüringen es gänge noch unendlich weiter. Also Achim bevor du nochmal so schwach kommentierst lass die Finger von den Tasten und gönn dir einen, egal wie …..

  2. In einem Liter Diesel sind 10 kWh Arbeit gespeichert. Im Artikel wird auch um den heißen Brei geredet. Das Speichervermögen aller bislang bekannten Batterien erreicht mal gerade 1/10 davon.

    Solange es der Forschung nicht gelingt Batterien zu erschaffen deren Elektrodenpaar nicht mehr amorphe, sondern kristalline Strukturen haben, werden die Entwickler das erforderliche Ziel verfehlen.

  3. 10 kWH Strom kosten aber nur ca. 2,40 Euro, sieben Liter Diesel ca. 9,- Euro…..
    Mein Auto braucht ca. 14 kWH auf 100 km…
    10 Jahre steuerfrei, Inspektion kostet 99,- Euro.
    Stromtanken meistens kostenlos (Aldi, Kaufland, Ikea, Lidl…….

    • Das nennt man Anschubfinanzierung und das dicke Ende kommt erst noch, mal ganz abgesehen von den Problemen die noch längst nicht gelöst sind und heute noch hat ein Hersteller vor Brandgefahr gewarnt und E-Fahrzeuge zurückgerufen, ist doch alles toll und auf solche Experimente sollte man sich nicht einlassen, das spielt denen in die Hände und zwar solange bis sie abkassieren können, mehr nicht.

    • Den Dreisatz nicht vergessen. Ein Liter Diesel enthält laut Forist Eckart 10 Kilowattstunden Energie. Sieben Liter Diesel enthalten 70 Kilowattstunden Energie. Eine Kilowattstunde Strom kostet in Ihrem Beispiel 2,40 Euro geteilt durch zehn = 24 Cent. 70 Kilowattstunden Strom kosten 24 Cent mal 70 = 16,80 Euro. Soweit der Dreisatz.
      Dennoch kann man beides nicht so einfach miteinander vergleichen. Man hat es stets mit Wirkungsgraden unter 100% zu tun. Von den 10 Kilowattstunden eines Liters Diesel werden allerhöchstens 45% in Bewegungsenergie umgesetzt. Der Rest wird weitestgehend in Wärmeenergie umgewandelt. Die kann man im Winter noch zum Heizen des Innenraums nutzen. Im Sommer wird sie über den Kühler an die Umgebung abgegeben.
      Ein sehr guter Elektromotor kann neun von zehn Kilowattstunden in Bewegungsenergie umwandeln.

    • Dein Auto braucht also nur 14kWh/100km. – Ganz super genial!
      Verrätst du uns war das für ein Fabrikat ist – Typ oder so… und in welcher Stadt die Dicounter Strom zu verschenken haben.

      Ich weiß nur dass in Illinois bereits E-Autos mit „besondere Abgaben“ belastet werden , weil sie keine Mineralölsteuer mehr bezahlen. – Und glaube mir, sobald genügend Leute ein E-Auto gekauft haben, wird der Staat hemmungslos auch bei den E-Mobilen zuschlagen und auch diese Autofahrer melken.

      Ich hatte auch mal einen 205 Diesel neu gekauft, der die ersten 3 Jahre steuerfrei war – damals wurden andere Märchen verbreitet. Damals gab es auch autofreie Sonntage – Verarschung gab es schon immer!!!

  4. Die Elektromobilität ist aus physikalischen Gründen eine Totgeburt und daran wird keine Forschung etwas ändern:

    Eine angemessene Batterie hätte 200 KWh (500 km zügig oder 1000 km in Tesla-Tempo). Abgesehen davon, dass eine solche Batterie nicht im entferntesten in Sicht ist: Per Schukodose mit 3 KW bräuchte man 48h zum Laden, um jeden eine 25 KW-Dose zu Verfügung zu stellen, muss die komplette Elektro-Infrastruktur des Landes neu dimensioniert werden. Schnell Laden könnte man damit trotzdem nicht.

    Um wirklich innerhalb von 30 Min eine „längere Strecke“ laden zu können bräuchte man 500 KW Schnellcharger, an die z. Z. geforscht wird. Es ist technisch sehr anspruchsvoll, da praktisch Kurzschlußstrom fließt. Der entscheidende Haken ist aber woanders: Lädt man gleichzeitig 2000 Autos a 500 KW, wird damit ein großer AKW-Block mit 1000 MW (1 GW) komplett ausgelastet. Und wir haben 40 Mio Autos, die an vielen Tagen gleichzeitig tanken…

    Die Energie für die Autos wird praktisch kostenlos in Tanks gespeichert und kann jederzeit praktisch kostenlos innerhalb einer Minute für 1.000 km ins Auto übertragen werden. Für E-Autos brächte man zig Kraftwerksblöcke in sehr teuren Bereitschaft wenn es einigermaßen zügig gehen soll, oder warten warten warten anstatt fahren. Daran ändert die Batterie nichts. Als Zweitwagen für die Stadt für einige wenige, die das Netz nicht belasten möglich, alles andere ist Humbug.

    • Stimmt. Schnelles „Tanken“ wäre nur möglich, wenn die „Tankstellen“ künftig Ladezentralen wären und man dort innerhalb von Minuten seinen leeren Akku gegen einen von der „Tankstelle“ geladenen tauschen könnte. Die „Tankstelle“ hätte dann eine 10KV-Anbindung mit mehreren Trafos (z.B. 4x 500kVA), so dass sie ständig einige zehn Akkus in einem mittleren Zeitraum laden könnte. Man muss sich von der Vorstellung lösen, dass elektrisches Autofahren in Kombination mit selber „tanken“ sinnvoll umsetzbar ist.

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