Auto Akku

Autobatterie

Die neue Batterietechnologie für Elektroautos: So machen Sie den Stromlieferanten erschwinglich Und wie kommt der elektrische Anschluss ins Auto? Es bleibt jedoch eine Frage: Was ist mit der Batterie? Fest steht: Die vorhandenen Lithium-Reserven reichen nicht aus, um den Pkw- und LkwVerkehr weltweit vollständig zu elektrisieren. Aber die heutigen Fahrzeuge können in fünf Min. abgeschickt werden.

Müßten nach maximal 500 Kilometer alle Fahrzeuge im Ferienstau so lange beladen werden, würde der Autobahnverkehr wahrscheinlich zusammenbrechen.

Fahrzeuge können dieses Problem als Stoßdämpfer auffangen, aber das würde noch mehr und grössere Batterien erfordern. Steht das Bestreben, die Erde bis 2050 auf CO?-neutral, d.h. elektrisch, zu umstellen? Gibt es keine Alternative zur derzeitigen Bereitstellung individueller MobilitÃ?t mit fossilen Energien? Daß dies grundsätzlich möglich ist, ist keine neue Erkenntnis: Dazu strömt die Elektroenergie zunächst in eine Hydrolyseanlage, die von dort aus überträgt.

Mit den h-trons ist Audi bereit, mit Brennstoffzellen zu fahren, die Marken Honda, Hyundai und Toyota haben Test-Flotten mit mehreren tausend Brennstoffzellen-Fahrzeugen im Einsatz. Das Reformverfahren ist energieintensiv, aber es gibt eine leicht zu bedienende Methaninfrastruktur: das Erdgasnetzwerk. Auf den ersten Blick katastrophal ist die energetische Bilanz des Audi-Verfahrens: Die Wasserstoffproduktion durch Verseifung erzielt einen Nutzungsgrad von ca. 75 Prozent, gut fünf Prozentpunkte gehen bei der Methanreform zurück.

Der Verbrennungswirkungsgrad des Motors entspricht dem eines heutigen Benzinmotors: Im Durchschnitt sind es rund 30 Prozent. Das bedeutet, dass weniger als 20 % der elektrischen Leistung für den Antrieb im Auto verbleiben. Verglichen mit dem Elektro-Antrieb mit Lithium-Batterie (60 bis 70 Prozent) geht das Modell g-tron erheblich verloren, und auch der Benzinmotor benötigt eine aufwändige Auspuffreinigung.

Im Falle einer Überschussproduktion von Elektrizität ist der Nutzungsgrad jedoch von untergeordneter Bedeutung, da er eigentlich kostenlos ist. Auch für Wasserstoffantriebe mit Brennstoffzellen, bei denen der Nutzungsgrad zumindest verdoppelt wird, kann das Vergasermodell angepasst werden. Das US-Unternehmen IFBattery geht einen ganz anderen Weg: Ausgehend von einem Spin-off der Purdue University in Indiana haben sich John Cushman und sein Entwicklungsteam zum Ziel gemacht, die Flusszellentechnologie für Automobile einsetzbar zu machen.

Das Herzstück der Durchflusszelle ist eine semipermeable Membrane, auf jeder Membranseite gibt es eine Elektrolytlösung, deren lonen als Ladungen durch die Membrane hindurch streuen können und so eine brauchbare Stromspannung erzeugen. Man kann den elektrischen Vorgang rückgängig machen, d.h. durch die Beaufschlagung mit einer elektrischen Energie wandern die Elektronen in entgegengesetzter Richtung durch die Membrane, die Elektrolytlösungen werden geladen.

Die Durchflusszelle wird dadurch interessanter, dass die Elektrode und die Membran nicht mit dem Elektrolyten reagiert . Das Fassungsvermögen der Durchflusszelle ist nicht von den Zellenkomponenten abhängig, sondern ausschliesslich von der Elektrolytzufuhr, die aus den äußeren Flüssigkeitsbehältern erfolgt. Die erreichbare Leistungsdichte ist jedoch für den mobilen Einsatz viel zu gering: Die Energiespeicherung beträgt max. 80 Wh pro l, so dass allein für die Batteriekapazität eines derzeitigen e-Golf (35 kWh) 440 l benötigt würden und auch eine Durchflusszelle mit einer Golfleistung sehr groß wäre.

Im Jahr 2009 stellte das Institut beispielsweise ein Testfahrzeug in der Größe eines Spielzeugautos vor, das von einer Durchflusszelle betrieben wird. Den Forschern der Purdue University zufolge haben sie mehrere Erfolge erzielt: Statt toxischer Substanzen sollen "einfache" Rohmaterialien für die Elektrolyte zum Einsatz kommen; statt der Zellmembran wird ein offenporiges Material benutzt, das während des Elektroprozesses nicht angreift.

Beim Einsatz im Auto können die ausgetragenen Elektrolyten ausgepumpt und durch aufgeladene Elektrolyten ausgetauscht werden. Dennoch wäre es möglich, das Auto zuhause aus dem Steckdosensystem nachzuladen. Nicht nur bei IFBattery, sondern auch bei der schweizerischen Firma nanoFlowcell ist die exakte Zusammenstellung der Elektrolyten das große Erfolgsgeheimnis. Nunzio La Vecchia tritt seit Jahren auf Automobilmessen auf und präsentiert unter dem Namen "Quant" Unglaubliches: in der Vergangenheit zum Beispiel ein Auto, das ausschliesslich mit der Kraft von integrierten Solarmodulen betrieben werden sollte.

Die Quantenprototypen Quantino und Quanten-FE enthalten heute nach Angaben des Herstellers Durchflusszellen. Der Energiebedarf sollte etwa 600 Wh pro l betragen, was bedeutet, dass die Leistung der grössten Tesla-Batterie (100 kWh) mit einem praktischen 170-Liter-Tank erreicht werden kann. Der Prototyp fährt mit deutschem Kennzeichen ausschliesslich auf schweizerischen Strassen, kein Aussenseiter darf den Kraftstoff erkennen oder auch nur erahnen.

Teilweise sind die Angaben unrealistisch: Eine Version des Quantino-Prototypen soll einen 10 kWh-Puffer in Supercap-Technologie eingesetzt haben (diese Leistung in heutigen Super-Caps würde über eine tonnenschwere Last bringen), der jüngste Quantino-Prototyp soll mit 80 Kilowatt in weniger als fünf Sek. auf 100 km/h beschleunigt werden (unmöglich für ein Auto mit mehr als 1.200 kg Masse).

Bei der " großen " Quanten-FE gab der Produzent eine luxuriöse Spitzengeschwindigkeit von 380 km/h an, quantifizierte aber zugleich die Kraft der Durchflusszelle bei 30 kW. Egal ob es sich um eine ernsthafte Sache handelt oder nicht: Im Oktober 2016 konnten mehrere Autojournalisten (u.a. von Auto, Motorrad und Online und Focus Online) die Quantenprototypen anfahren.

Grundlegende Punkte wurden bestätigt: Die Wagen werden offenbar von elektrischen Motoren betrieben, die Palette ist ausreichend für einen ganzen Tag Probefahrten auf den schweizerischen Strassen, die Wagen wurden für die Herstellung von qualitativ hochwertigen Protoypen gebaut. So kann die Durchflusszelle im Quantel jetzt über das Fahrpedal gesteuert werden, so dass ein Zwischenpuffertank nicht mehr erforderlich ist.

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