Das Märchen um das schadstoffreie e-Auto

[Leberecht]

Gebrauchwagen verlieren erschreckend an Wert. Diese Feststellung ist nicht "naiv" sondern eine traurige Tatsache ...

Natürlich ist der Werteverlust von Gebrauchtwagen enorm. Meine Aussage betraf aber nicht sie, sondern Firmenangaben von Neuwagen.

[Fenstergucker]

Hallo Fenstergucker ich habe den schlimmen Verdacht dass manche nur etwas schreiben um Antworten zu bekommen – bei dem Regenwetter immer noch besser als in die hohle Hand gespuckt

Gruß Kiwi

Oder sie denken nicht weiter! Klingt ja erst einmal gut, jedes 2. Auto einzumotten. Aber dann stellt sich eben die Frage, wer darf seines behalten bzw. sich ein neues kaufen? Das ist es, was ich den Linken und Klimaaposteln immer wieder vorwerfe. Es kommt nichts außer irgendwelchen Slogans, weiterdenken ist offensichtlich verpönt. Wenn man diese Standsätze, die sie so von sich geben, hinterfragen will und Aussagen darüber hören möchte, wie sie sich das alles vorstellen, welche Auswirkungen ihre Forderungen haben, kommt nichts mehr. Da hat sich keiner was überlegt.

[Pelle]

E-Auto können in 10 Minuten aufgeladen werden. Damit sind fast alle Problem bei den E-Autos gelöst. "Forscher haben ein Weg gefunden, E-Auto-Batterien vor dem Laden so aufzuheizen, dass sie in wenigen Minuten riesige Mengen Strom aufnehmen können, ohne Schaden zu nehmen.

Das lange Laden der E-Autos mit Strom ist einer der Hauptgründe, warum die Verbraucher so zögerlich beim Kauf sind.
US-amerikanische Forscher haben Akkus mit dünnen Folien aus Nickel ausgestattet, wodurch sich diese innerhalb von nur zehn Minuten zu 80 % aufladen lassen sollen. Wie Spiegel Online berichtet, sei es somit denkbar, dass sich auch E-Autos in Zukunft so schnell laden lassen wie beim heutigen Tanken.
Bei bisherigen Techniken dauert das Laden mindestens eine halbe Stunde. Das Problem: Wird ein Lithium-Ionen-Akku zu schnell geladen, steigt die Gefahr, dass die Ladungsträger auf der Oberfläche der Elektrode haften bleiben und dort eine metallische Schicht bilden. Dadurch verringert sich nicht nur stetig die Leistung der Zelle, im schlimmsten Fall kann ein Kurzschluss entstehen und die Batterie zerstören, erklärt der Spiegel weiter.
Die neuartige Batterie soll das Problem mit einer eingebauten Heizung umgehen, heißt es. Vor dem eigentlichen Ladevorgang hätten die Forscher kurzzeitig Strom durch die dünnen Nickelfolien ihrer Lithium-Ionen-Batterie fließen lassen und erhöhten dadurch die Temperatur im Inneren auf bis zu 60 Grad Celsius. Innerhalb von zehn Minuten pumpen sie danach eine enorm hohe Energie in die Zelle. Die Wärme würde dann verhindern, dass sich eine unerwünschte Lithium-Schicht bildet.
Auch nach 2500 Ladezyklen soll die Hochenergie-Batterie noch mehr als 90 % der Ladung speichern können, heißt es. Laut Spiegel sind jedoch auch andere Forscher an dem Thema Ladegeschwindigkeit dran. Sie verbessern etwa die Rezepte des Elektrolyten, des flüssigen Teils der Zelle, oder experimentieren mit neuen Stoffen für die negative Elektrode. Indem sie ihr geringe Mengen an Silizium beimischen, konnten Forscher die Bildung der gefährlichen Lithium-Metallschicht entscheidend verringern. Welche Technologie sich am Ende durchsetzen wird, sei daher noch nicht ausgemacht. Noch mehr Energie und noch mehr Leistung
Experten sind sich einig, dass Lithium-Ionen-Batterien die kommenden 20 Jahre den Markt dominieren werden. Sie gehen davon aus, dass diese Systeme evolutionär weiterentwickelt werden. Ein wichtiger Trend liegt derzeit in der Erforschung und Entwicklung von wiederaufladbaren Batteriesystemen, die deutlich höhere Energie- und Leistungsdichten aufweisen als gängige Lithium-Ionen-Batterien. Einige neue Materialien und Batterietypen wurden bereits identifiziert. Der Einsatz der neuen Materialien in Batteriezellen und die Anpassung bzw. Neuentwicklung von Produktionsschritten stellen die Wissenschaftlerinnen und Wissenschaftler derzeit aber noch vor große Herausforderungen.
Das hat das Bundesministerium für Bildung und Forschung (BMBF) frühzeitig erkannt. Aus diesem Grund hat das Ministerium einen Schwerpunkt auf die Material- und Prozesstechnik für solche Systeme gelegt und fördert Forschungs- und Entwicklungsvorhaben aus diesem Bereich in Batterie 2020. Neben den Materialien sollen auch *die kompletten Zellsysteme und Prozessentwicklungen sowie deren gegenseitige Beeinflussung betrachtet werden.
Anoden aus Silicium
Das chemische Element Silicium gilt als Hoffnungsträger für deutlich höhere Energiedichten, wenn man es als Material für die Anode der Lithium-Ionen-Batteriezellen einsetzt. Seine volumetrische Energiedichte übersteigt die von Graphit – dem aktuell eingesetzten industriellen Standard – um fast das Dreifache. Jedoch ist die Einführung von Silicium oder Silicium-haltigen Verbindungen in kommerziellen Batteriesystemen trotz intensiver universitärer und industrieller Forschung bislang nur in geringen Anteilen von einigen Prozent vom Aktivmaterial der Anode gelungen.
Silicium hat nämlich die Eigenschaft, sich stark auszudehnen, wenn die Batterie geladen wird. Bei der Entladung schrumpft es wieder zusammen. Nach einigen Be- und Entladezyklen sind die dünnen Silicium-Schichten oder Silicium-Partikel pulverisiert und die Speicherung von Lithium-Ionen funktioniert nicht mehr. Auch andere Komponenten einer Zelle werden durch die Volumenveränderungen beansprucht. Diese Effekte führen zu einer viel zu kurzen Lebensdauer der Zellen. In Batterie 2020 werden diverse Ansätze ausprobiert, um diese Probleme in den Griff zu bekommen."

Innerhalb von zehn Minuten geladen Forscher entwickeln Hochenergie-Batterie für E-Autos

Lange Ladezeiten vermiesen vielen Menschen die Freude am Elektroauto. US-Forscher haben nun einen Akku gebaut, der sich innerhalb von zehn Minuten fast vollständig wieder mit Energie versorgen lässt.
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[Links nur für registrierte Nutzer] Chao-Yang Wang Group
Durchbruch für die E-Mobilität? Eine Gruppe um den Forscher Chao-Yang Wang hat einen neuartigen Akku entwickelt (künstlerische Darstellung)








Mittwoch, 30.10.2019 16:04 Uhr

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Das Geheimnis der [Links nur für registrierte Nutzer], die das Warten an der Ladesäule beenden soll, ist etwa so fein wie ein Haar und wiegt so viel wie ein Cent-Stück. US-amerikanische Forscher haben [Links nur für registrierte Nutzer] und ihnen so eine lang ersehnte Eigenschaft verpasst: Sie lassen sich innerhalb von nur zehn Minuten zu 80 Prozent aufladen. Mit der Technologie könnte das Auffüllen der Stromspeicher in [Links nur für registrierte Nutzer] zukünftig fast so schnell gehen wie heute das Tanken an der Zapfsäule.

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Bislang gehört die mangelnde Reichweite zu den wesentlichen Gründen, warum sich Elektroautos auf deutschen Straßen nicht durchsetzen. Denn ist der Akku leer, müssen Fahrer eine längere Zwangspause einlegen. Selbst bei neuen Modellen dauert es in der Regel mindestens eine halbe Stunde, bis der Akku für die nächsten dreihundert Kilometer wieder ausreichend gefüllt ist. Die Sorge, mit einem Elektroauto nicht am Ziel anzukommen, hat ihren Niederschlag sogar in einer Wortneuschöpfung gefunden: "Reichweitenangst".
Dass die Ladezeiten so lang sind, liegt an der komplexen Chemie der [Links nur für registrierte Nutzer]-Ionen-Zellen, die bislang in allen Elektroautos zum Einsatz kommen. Wird ein solcher Akku aufgeladen, lagern sich Lithium-Ladungsträger in einer Elektrode ein, einer Schicht aus Kohlenstoff. Beim Entladen werden sie von dort wieder abgerufen.
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Besonders wichtiges Bauteil der Erfindung: eine Akku-Heizung
Je schneller die Batterie jedoch geladen wird, desto größer ist die Gefahr, dass die Ladungsträger auf der Oberfläche der Elektrode haften bleiben und dort eine metallische Schicht bilden. Dadurch verringert sich nicht nur stetig die Leistung der Zelle, im schlimmsten Fall kann ein Kurzschluss entstehen und die Batterie zerstören.
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Die neuartige Batterie umgeht das Problem mit einem Trick: einer eingebauten Heizung. Vor dem eigentlichen Ladevorgang lassen die Forscher kurzzeitig Strom durch die dünnen Nickelfolien ihrer Lithium-Ionen-Batterie fließen, und erhöhen dadurch die Temperatur im Inneren auf bis zu 60 Grad Celsius. Innerhalb von zehn Minuten pumpen sie danach eine enorm hohe Energie in die Zelle. Die Wärme verhindert, dass sich eine unerwünschte Lithium-Schicht bildet.
Bislang versuchen Ingenieure eigentlich, solch hohe Temperaturen in Batterien mit allen Mitteln zu vermeiden. Denn die Hitze kurbelt unerwünschte chemische Reaktionen an und kann bestimmte Stoffe in der Zelle zersetzen. Weil die US-Forscher um Chao-Yang Wang der Pennsylvania State University ihre Batterien jedoch nur für wenige Minuten erhitzten, hielten sich die Nebenwirkungen in Grenzen.
Messungen zeigten, dass ihre Hochenergie-Batterie auch nach 2500 Ladezyklen noch mehr als 90 Prozent der Ladung speichern konnte wie zu Beginn. Damit übertreffen sie die Anforderungen deutlich, die Hersteller typischerweise an eine Batterie für ein E-Auto stellen.

[Merkelraute]

E-Auto können in 10 Minuten aufgeladen werden. Damit sind fast alle Problem bei den E-Autos gelöst. "Forscher haben ein Weg gefunden, E-Auto-Batterien vor dem Laden so aufzuheizen, dass sie in wenigen Minuten riesige Mengen Strom aufnehmen können, ohne Schaden zu nehmen.

Das lange Laden der E-Autos mit Strom ist einer der Hauptgründe, warum die Verbraucher so zögerlich beim Kauf sind.
US-amerikanische Forscher haben Akkus mit dünnen Folien aus Nickel ausgestattet, wodurch sich diese innerhalb von nur zehn Minuten zu 80 % aufladen lassen sollen. Wie Spiegel Online berichtet, sei es somit denkbar, dass sich auch E-Autos in Zukunft so schnell laden lassen wie beim heutigen Tanken.
Bei bisherigen Techniken dauert das Laden mindestens eine halbe Stunde. Das Problem: Wird ein Lithium-Ionen-Akku zu schnell geladen, steigt die Gefahr, dass die Ladungsträger auf der Oberfläche der Elektrode haften bleiben und dort eine metallische Schicht bilden. Dadurch verringert sich nicht nur stetig die Leistung der Zelle, im schlimmsten Fall kann ein Kurzschluss entstehen und die Batterie zerstören, erklärt der Spiegel weiter.
Die neuartige Batterie soll das Problem mit einer eingebauten Heizung umgehen, heißt es. Vor dem eigentlichen Ladevorgang hätten die Forscher kurzzeitig Strom durch die dünnen Nickelfolien ihrer Lithium-Ionen-Batterie fließen lassen und erhöhten dadurch die Temperatur im Inneren auf bis zu 60 Grad Celsius. Innerhalb von zehn Minuten pumpen sie danach eine enorm hohe Energie in die Zelle. Die Wärme würde dann verhindern, dass sich eine unerwünschte Lithium-Schicht bildet.
Auch nach 2500 Ladezyklen soll die Hochenergie-Batterie noch mehr als 90 % der Ladung speichern können, heißt es. Laut Spiegel sind jedoch auch andere Forscher an dem Thema Ladegeschwindigkeit dran. Sie verbessern etwa die Rezepte des Elektrolyten, des flüssigen Teils der Zelle, oder experimentieren mit neuen Stoffen für die negative Elektrode. Indem sie ihr geringe Mengen an Silizium beimischen, konnten Forscher die Bildung der gefährlichen Lithium-Metallschicht entscheidend verringern. Welche Technologie sich am Ende durchsetzen wird, sei daher noch nicht ausgemacht. Noch mehr Energie und noch mehr Leistung
Experten sind sich einig, dass Lithium-Ionen-Batterien die kommenden 20 Jahre den Markt dominieren werden. Sie gehen davon aus, dass diese Systeme evolutionär weiterentwickelt werden. Ein wichtiger Trend liegt derzeit in der Erforschung und Entwicklung von wiederaufladbaren Batteriesystemen, die deutlich höhere Energie- und Leistungsdichten aufweisen als gängige Lithium-Ionen-Batterien. Einige neue Materialien und Batterietypen wurden bereits identifiziert. Der Einsatz der neuen Materialien in Batteriezellen und die Anpassung bzw. Neuentwicklung von Produktionsschritten stellen die Wissenschaftlerinnen und Wissenschaftler derzeit aber noch vor große Herausforderungen.
Das hat das Bundesministerium für Bildung und Forschung (BMBF) frühzeitig erkannt. Aus diesem Grund hat das Ministerium einen Schwerpunkt auf die Material- und Prozesstechnik für solche Systeme gelegt und fördert Forschungs- und Entwicklungsvorhaben aus diesem Bereich in Batterie 2020. Neben den Materialien sollen auch *die kompletten Zellsysteme und Prozessentwicklungen sowie deren gegenseitige Beeinflussung betrachtet werden.
Anoden aus Silicium
Das chemische Element Silicium gilt als Hoffnungsträger für deutlich höhere Energiedichten, wenn man es als Material für die Anode der Lithium-Ionen-Batteriezellen einsetzt. Seine volumetrische Energiedichte übersteigt die von Graphit – dem aktuell eingesetzten industriellen Standard – um fast das Dreifache. Jedoch ist die Einführung von Silicium oder Silicium-haltigen Verbindungen in kommerziellen Batteriesystemen trotz intensiver universitärer und industrieller Forschung bislang nur in geringen Anteilen von einigen Prozent vom Aktivmaterial der Anode gelungen.
Silicium hat nämlich die Eigenschaft, sich stark auszudehnen, wenn die Batterie geladen wird. Bei der Entladung schrumpft es wieder zusammen. Nach einigen Be- und Entladezyklen sind die dünnen Silicium-Schichten oder Silicium-Partikel pulverisiert und die Speicherung von Lithium-Ionen funktioniert nicht mehr. Auch andere Komponenten einer Zelle werden durch die Volumenveränderungen beansprucht. Diese Effekte führen zu einer viel zu kurzen Lebensdauer der Zellen. In Batterie 2020 werden diverse Ansätze ausprobiert, um diese Probleme in den Griff zu bekommen."

Feinstaub produziert auch ein Elektroauto.

[Pelle]

Feinstaub produziert auch ein Elektroauto.

Was für ein Mist, das sie Feinstaub entwickeln, besonders durch die Reifen.

[Merkelraute]

Was für ein Mist, das sie Feinstaub entwickeln, besonders durch die Reifen.

Von daher ist die Ökobilanz noch besser, wenn die Elektroautos möglichst lange laden. Wenn 5 Stunden geladen wird, kann schliesslich kein Feinstaub produziert werden.

[Don]

E-Auto können in 10 Minuten aufgeladen werden. Damit sind fast alle Problem bei den E-Autos gelöst. "Forscher haben ein Weg gefunden, E-Auto-Batterien vor dem Laden so aufzuheizen, dass sie in wenigen Minuten riesige Mengen Strom aufnehmen können, ohne Schaden zu nehmen.

Das ist klasse. Die brennen dann auch besser.

[mathetes]

Wird man sehen was am Ende bei rumkommt, Toyota hat für 2020 den Feststoff-Akku angekündigt, auch das soll eine bahnbrechende Neuerung sein.

[Hay]

Was für ein Mist, das sie Feinstaub entwickeln, besonders durch die Reifen.

Und besonders, wenn sie im Innenstadtverkehr durch künstlich geschaffene Engstellen und falsch geschaltete Ampeln ausgebremst werden.

[Merkelraute]

Das ist klasse. Die brennen dann auch besser.

Na hoffentlich entsteht dann kein "Kurzer" bei diesen hohen Strommengen.