Neues Batteriedesign für Elektroautos würde deren Reichweite auf bis zu 1000km erhöhen

Einer der größten Stolpersteine für  die breitere Akzeptanz von elektrischen Autos ist die Angst vor zu geringer Reichweite. Mit einer durchschnittlichen Reichweite von ungefähr 100 Meilen (ca. 160 km) pro Aufladung können sich vollelektrische Fahrzeuge noch nicht mit herkömmlicheren Autos messen – vor allem dann nicht wenn Licht, Scheibenwischer oder Klimaanlage erforderlich sind. Um für Wettbewerbsgleichheit zu sorgen, arbeitet Fraunhofer an einem neuen Batteriedesign, das die  Reichweite eines elektrischen Autos auf bis zu 1,000 km (621 Meilen) vergrößern könnte.

Elektroautos haben keine einzelne Batterie, sondern eine Sammlung von Batteriesätzen, die aus Hunderten oder Tausenden von individuellen Batteriezellen zusammengesetzt sind, die zusammen gepackt und miteinander verkabelt sind. Diese getrennten Batteriezellen erfordern entsprechende Unterbringung sowie Anschlüsse, Verdrahtung, Kabel und elektronische Monitore, die insgesamt rund 50 Prozent des Raums einer ganzen Batterie einnehmen. Zusätzlich unterminieren all jene elektrischen Verbindungen den Strom durch Widerstand.

In Partnerschaft mit der Projektplanung von ThyssenKrupp und IAV Automobiltechnik entwickelt das Fraunhofer-Institut für Keramische Technologien und Systeme (IKTS) in Dresden die EMBATT-Batterie, einen neuen Typ der Batterie, der die Anzahl jener Bestandteile in einem viel einfacheren Design zusammenfasst, das mehr Platz schaffen würde, der verwendet werden könnte, um zusätzliche Elektrizitätslagerungskapazität zur Verfügung zu stellen.

Mehr Platz für Batterien

EMBATT wurde inspiriert von einer anderen Quelle der elektrischen Leistung, der Brennstoffzelle. Brennstoffzellen arbeiten durch das Kombinieren von Sauerstoff mit einem Gas, wie Wasserstoff oder Methan, über eine durchlässige Membran und erzeugen so Elektrizität. Ein Schlüsselbestandteil solcher Zellen ist etwas, was Bipolarplatte genannt wird. Diese Platte bedeckt beide Seiten der Zelle und hat mehrere Funktionen, aber sein Hauptzweck ist es, als Elektroden zu fungieren, um die Elektrizität zu sammeln, die durch die Zelle erzeugt wird indem eine Seite als Anode funktioniert und die andere als Kathode.

Die Idee von Fraunhofer ist, die Unterbringung und die individuellen Anschlüsse in den Batteriesätzen mit ähnlichen Bipolarplatten zu ersetzen. Anstatt die Batteriezellen nebeneinander zu setzen, würden sie direkt übereinander in einem großen Bereich gestapelt werden und von Platten bedeckt werde, die den Strom über ihre Oberfläche transportieren würden. Das würde das Design nicht nur vereinfachen, sondern auch den Widerstand erheblich reduzieren und so schneller mehr Elektrizität verfügbar machen.

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Keramik speichert Energie

Im Design von Fraunhofer besteht diese Bipolarplatte in Form eines metallischen Bandes und wird von beiden Seiten mit einer bestäubten Keramik angestrichen, die mit Polymeren und elektrisch leitenden Materialien gemischt ist. Die Keramik fungiert als Energiespeichermedium, mit einer Seite des Bandes als Anode und der anderen als Kathode, abhängig von der Zusammensetzung  des Überzugs. Fraunhofer sagt, dass diese Anordnung eine leichte Herstellung und eine lange Betriebsdauer ermöglichen würde

Das Fazit von all dem ist, dass Elektroautos größere Batterien tragen könnten, die weder viel Platz einnehmen noch Gewicht hinzufügen und somit mittelfristig gesehen den Fahrzeugen eine Reichweite von bis zu 1000 km (621 Meilen) ermöglichen könnten.

Bis jetzt ist EMBATT auf das Labor beschränkt worden, aber die Partner arbeiten daran, die Technologie für die Installation in Testfahrzeugen vor 2020 auszubauen.

Quellen: newatlas.com

Bild: Pixarbay

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