Das Ren­nen um Zu­kunfts­ak­kus läuft

E-Mo­bi­li­tät. Au­to­her­stel­ler in­ves­tie­ren groß in die Fest­stoff­ak­ku-For­schung. Ers­te Pkw wer­den ab 2025 er­war­tet

Kurier - - Futurezone.at - VON

Die Au­to­in­dus­trie zeigt gro­ßes In­ter­es­se dar­an, bes­se­re Bat­te­ri­en für ih­re Elek­tro­au­tos zu ent­wi­ckeln. Ei­ne der viel­ver­spre­chends­ten Tech­no­lo­gi­en auf die­sem Be­reich sind Fest­stoff­ak­kus, bei de­nen der flüs­si­ge Elek­tro­lyt, der in heu­ti­gen Ak­kus den Li­thi­um-Io­nen die Be­we­gung zwi­schen den Elek­tro­den er­laubt, durch ein fes­tes Ma­te­ri­al er­setzt wird. Das soll Ak­kus er­mög­li­chen, die si­che­rer sind und ei­ne hö­he­re Ener­gie­dich­te pro Ki­lo­gramm ha­ben.

In­ves­ti­tio­nen

Un­ter­neh­men wie BMW, Hon­da oder Nis­san ent­wi­ckeln ent­we­der selbst ent­spre­chen­de Ak­kus oder ha­ben Part­ner­schaf­ten mit auf die­se Tech­no­lo­gie spe­zia­li­sier­te Fir­men ge­schlos­sen. To­yo­ta und Dy­son, bis­lang haupt­säch­lich für Staub­sau­ger be­kannt, ha­ben so­gar schon an­ge­kün­digt, dass ab An­fang be­zie­hungs­wei­se Mit­te der 2020er-Jah­re ers­te Fest­stoff­ak­kus für Au­tos auf den Markt kom­men sol­len. „Von ei­nem Hy­pe wür­de ich noch nicht spre­chen, aber in den ver­gan­ge­nen Jah­ren ist deut­lich mehr in­ves­tiert wor­den“, sagt Mar­tin Fins­ter­busch, der am For­schungs­zen­trum Jü­lich das Team Fest­kör­per­bat­te­ri­en lei­tet. Trotz der ho­hen In­ves­ti­tio­nen – Dy­son will an­geb­lich mehr als ei­ne Mil­li­ar­de Eu­ro in die Ent­wick­lung ste­cken – ist die For­schung noch im Grund­la­gen­sta­di­um. Ers­te Fest­kör­per­ak­kus sind zwar be­reits er­hält­lich, die­se sind aber für An­wen­dun­gen in Be­rei­chen wie dem In­ter­net der Din­ge, wo ganz an­de­re An­for­de­run­gen als im Au­to­mo­bil­be­reich gel­ten, vor­ge­se­hen. Grund­sätz­lich gibt es zwei kon­kur­rie­ren­de An­sät­ze für Fest­stoff­ak­kus.

Ein Kon­zept setzt auf Ke­ra­mik als Elek­tro­lyt, das an­de­re auf Po­ly­me­re. „An der Zell­che­mie selbst än­dert sich für die Au­to­bau­er vor­erst nichts, es sind im­mer noch Li­thi­um-Io­nen, die durch den Elek­tro­lyt flie­ßen“, er­klärt Fins­ter­busch. Wel­ches Kon­zept sich durch­set­zen wird, ist heu­te noch nicht ent­schie­den. Po­ly­me­re bie­ten den Vor­teil, dass be­ste­hen­de Pro­duk­ti­ons­pro­zes­se ein­fa­cher dar­an an­ge­passt wer­den könn­ten und auf güns­ti­ge­re Ma­te­ria­li­en set­zen. Ke­ra­mi­ken bie­ten hö­he­re Leit­fä­hig­keit und kön­nen un­ter Um­stän­den bei tie­fe­ren Tem­pe­ra­tu­ren be­trie­ben wer­den. Bei­den Tech­no­lo­gi­en ha­ben ge­mein, dass sie we­ni­ger emp­find­lich als heu­ti­ge Li­thi­um-Io­nen-Ak­kus sind.

„Das letz­te, was in ei­nem ent­spre­chen­den Elek­tro­au­to üb­rig blei­ben wür­de, wenn es ab­brennt, wä­re die ke­ra­mi­sche Zel­le“, sagt Fins­ter­busch. Auch po­ly­mer­ba­sier­te Ak­kus ver­spre­chen hö­he­re Si­cher­heit als ak­tu­el­le Ak­kus, die, wie et­wa Samsungs Ga­la­xy No­te 7 ge­zeigt hat, zu Kurz­schlüs­sen nei­gen. Zu­dem kön­nen Fest­stoff­ak­kus theo­re­tisch ei­ne Ener­gie­dich­te er­rei­chen, die zwei­mal so hoch ist wie bei gän­gi­gen Li­thi­um­Io­nen-Ak­kus.

Die hö­he­re Si­cher­heit könn­te es zu­dem er­lau­ben, zu­min­dest teil­wei­se auf ei­ni­ge Vor­sichts­maß­nah­men wie Küh­lung, schüt­zen­de Stahl­kon­struk­tio­nen oder Steue­rungs­elek­tro­nik zu ver­zich­ten. Die Halt­bar­keit der Ak­kus soll eben­falls bes­ser sein.

Kos­ten

Ein Nach­teil ist, dass die Aus­gangs­ma­te­ria­li­en für die Her­stel­lung teu­rer sind. Wie sich das auf die Kos­ten für Ak­ku­pa­ke­te aus­wirkt, ist kaum ab­schätz­bar. „Bei Au­tos ist der Preis al­les. Wo der lie­gen wird, hängt vom je­wei­li­gen Ver­fah­ren und von Ein­spar­mög­lich­kei­ten bei der Pa­ckung ab. Das wird die Pra­xis zei­gen“, sagt Fins­ter­busch. Vor die­sem Hin­ter­grund scheint ei­ne Markt­ein­füh­rung An­fang oder Mit­te der 2020er-Jah­re op­ti­mis­tisch. „Zu­min­dest Pro­to­ty­pen hal­te ich bis 2025 durch­aus für vor­stell­bar“, sagt Fins­ter­busch.

Das For­schungs­zen­trum Jü­lich ar­bei­tet an ke­ra­mi­schen Fest­stoff­ak­kus. Fir­men wie To­yo­ta hof­fen schon An­fang der 2020er auf neue Elek­tro­ly­te

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