Rohstoffe

Wann gibt es endlich brauchbare Batterien für Elektro-Fahrzeuge?

Die Fahrzeugentwicklung bei den Elektrofahrzeugen ist bereits sehr stark fortgeschritten, und es gibt sie ja auch schon lange. Aber einen entscheidenden Durchbruch vereitelten immer noch die kurzen Kilometerleistungen, die langen Ladezeiten und das hohe Gewicht der benötigten Batterien. So sehr wir auch auf die Lithium Batterien fokussiert sind, leider erfüllen diese noch nicht wirklich alle Bedürfnisse. Zwar haben Lithiumbatterien einen großen Vorteil gegenüber anderen Batterien, sie haben eine viel größere Kapazität, diese hat aber natürliche Grenzen.

In der letzten Zeit wurde den in Entwicklung befindlichen Lithium-Luft-Batterien immer mehr Aufmerksamkeit geschenkt. Denn die Forschung hat gezeigt, dass sie zukünftig das Potenzial haben, 5 bis 10 Mal mehr Energie als normale Lithium-Ionen-Batterien zu speichern. Die künftigen Akku-Generation bestehen aus Metall-Luft-Systemen, und durch den Wegfall einer Elektrode, die durch Luft ersetzt wurde, konnte man nochmals bei den ohnehin schweren Batterien etwas Gewicht einsparen.

 

 

Wie funktioniert ein Lithium-Luft-Akkumulator

 

Der Lithium-Luft-Akkumulator ist eine neue Entwicklung durch das IBM Almaden Research Center, in der die Kathode durch Luft ersetzt wird. Als Anode dient metallisches Lithium, das vollständig an der Reaktion teilhaben kann. Da der für die Reaktion benötigte Sauerstoff aus der Umgebungsluft entnommen werden kann, wird die Kapazität einer Lithium-Luft-Zelle alleine durch die Größe der Lithium-Anode bestimmt.

Die theoretisch erreichbare Energiedichte liegt, wenn man die Masse des Sauerstoffs nicht berücksichtigt, bei rund 11.000 Wh/kg bei einer Nominalspannung von 2,96 V. IBM geht von einer kommerziell erreichbaren Energiedichte von etwa 1000 Wh/kg aus, nahezu dem zehnfachen der Energiedichte der heute käuflichen Lithium-Ionen-Akkumulatoren.

In einer für den maritimen Einsatz gedachten Variante des Lithium-Luft-Akkumulators wird der Sauerstoff aus Meerwasser bereitgestellt. IBM beabsichtigt bis 2013 die Herstellung funktionsfähiger Prototypen

Quelle: http://de.wikipedia.org/wiki/Lithium-Ionen-Akkumulator#Lithium-Luft-Ak ...

Dieses Schaubild erklärt die Wirkungsweise der Lithium-Luft-Batterie:

Quelle: www.energie-und-technik.de

Die Entwicklung bei den Zink-Luft-Batterien zeigte schon auf, dass man eine dreimal höhere Energiedichte als bei herkömmlichen Lithium-Ionen-Batterien erreichen konnte. Aber eine Lithium-Luft-Batterie erreicht eine Leistungsdichte von 450 Wh/kg (Wattstunden pro Kilogramm) Diese bislang erreichten Wirkungsgrade von über 80% geben viel Anlass zur Hoffnung, dass es bald eine leichtere und wirkungsvollere Batterie für Elektrofahrzeuge geben kann.