„Bio“ – zur Leistungssteigerung von Lithium-Ionen-Batterien

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leitungssteigerung-lithium-ionenIn der letzten Zeit haben immer häufiger Forscher und Firmen innovative Durchbrüche bei der Batterieentwicklung verkündet. So teilte bereits im Dezember 2013 der japanische Chemiekonzern Sekisui Chemical mit, dass mit neuen Materialien die Kapazität von Lithium-Ionen-Batterien verdreifacht werden könne. Durch eine Schichtbauweise sollen die Speicherkosten je Kilowattstunde um bis zu 60% sinken. Die Folge wäre, dass Elektrofahrzeuge nur unwesentlich teurer würden, als Benzin- oder Dieselfahrzeuge. Gleichzeitig soll die Reichweite auf bis zu 600 km angehoben werden.

Eine neue Silizium-Elektrode für Lithium-Ionen-Akkus mit 20 Mal schnellerer Ladezeit

Fast zur selben Zeit wurde an der Stanford-Universität von Wissenschaftlern ein Aufsatz über eine neue Silizium-Elektrode veröffentlicht. Sie ist durch einen speziellen Kunststoff verstärkt und dient der Produktion von Lithium-Ionen-Akkus. Die hiermit produzierten Batterien könnten sich sozusagen selbst heilen und halten zehnmal länger als die bisherigen Standard-Batterien. Momentan ist diese neue Technologie jedoch von einer kommerziellen Umsetzung noch weit entfernt. Von daher ist es nicht verwunderlich, dass die Ankündigung der Wunderbatterie aus Japan zunächst auf Skepsis stößt. Jedoch möchte das japanische Start-up Power Japan Plus bereits nächste Woche seine revolutionäre Kohlenstoff-Batterie auf einer Fachmesse für Elektroantriebe im amerikanischen Indianapolis vorstellen. Die neue Ryden-Dual-Carbon-Batterie soll im Vergleich zu den bisherigen Lithium-Ionen-Akkus wesentlich haltbarer, kräftiger, schneller aufladbar und auf jeden Fall preiswerter sein. Bisher werden Lithium-Ionen-Batterien in Elektroautos und tragbarer Elektronik eingesetzt. Sie leiden jedoch allgemein unter einer geringen Kapazität und längeren Ladezeiten.

Der neue Akku soll vollständig wiederverwertbar sein

Nach Angaben von Power Japan Plus soll die neue Batterie rund 20 Mal schneller laden als ein herkömmlicher Akku. Gleichzeitig wird diese auch nach 3.000 Zyklen nicht an Kraft verlieren. Der Vorteil ist, dass beim Bremsen eines Elektrofahrzeugs der hierdurch erzeugte Strom sich besser speichern lässt. Ebenfalls vorteilhaft ist, dass diese Batterien im Vergleich zu beschädigten Lithium-Ionen-Akkus, nicht in Flammen aufgehen können und sie bei einer weitgehend gleichen Temperatur arbeiten. Die neuen Akkus enthalten weder Schwer- noch Edelmetalle und lassen sich auf diese Weise leicht wiederverwerten. Bisher wurden die Kosten für die Produktion dieser Batterien noch nicht veröffentlicht. Maßgeblich ist jedoch, dass das Design an die Standardformen angepasst ist. Hierdurch würde auch eine günstige Produktion in bereits existierenden Batteriefabriken ermöglicht. Obwohl Details der Technologie bisher geheim gehalten worden sind und sich eine gewisse Skepsis ausbreitet, kündigte das Unternehmen für dieses Jahr bereits eine Produktion von etwa 19.000 Zellen an. Eine entsprechende Pilotfabrik wurde in der Nähe von Okinawa in Südjapan gebaut. Angekündigt wurde, dass die ersten Modelle in Satelliten und in der Medizin zum Einsatz kommen sollen. Power Japan Plus möchte aber auch entsprechende Lizenzen für die Produktion tragbarer Elektronik und Elektroautos vergeben.

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Material der neuen Batterie: Bio-Baumwolle

Der neue Doppel-Kohlenstoff-Akku mit der Bezeichnung Ryden verwendet Kohlenstoff für die Anode und Kathode. Als flüssiger Elektrolyt, der die Elektronen beim Laden und Entladen in der Batterie transportiert, verwendete der japanische Hersteller eine organische Chemikalie. Hieran arbeiten die Japaner bereits seit den siebziger Jahren. Bekannt wurde lediglich, dass in einem solchen Akku ein Kohlenstoff-Material aus biologisch angebauter Baumwolle verwendet wird. Jedoch scheint für das Funktionieren dieser Batterien dieses Material nicht ausschlaggebend zu sein. Die Skepsis in der Fachwelt wird damit begründet, dass das Unternehmen bereits seit mehr als sechs Jahren an dieser Batterie arbeitet. Die neue geplante Batterie aus Japan könnte tatsächlich einen Durchbruch für die Elektroautos bringen. Immerhin kann der Chefingenieur Kaname Takeya auf eine langjährige Erfahrung in der erfolgreichen Entwicklung der Nickel-Kobalt-Aluminium-Kathode für Lithium-Batterien in den Fahrzeugen Toyota Prius und im Model S des amerikanischen Herstellers Tesla zurückgreifen.

Bildquelle: © bildaspekt.de / pixelio – www.pixelio.de


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