(24.03.2011)

Bisher dauert das Aufladen eines Elektroautos an einer normalen Ladestation ca. fünf bis acht Stunden und an einer Schnellladestation um die 30 Minuten, nun haben US-Forscher einen Akku entwickelt, der sich bis zu hundertmal schneller aufladen lässt als ein herkömmlicher Akku, gleichzeitig verfügt der Akku über eine hohe Kapazität.

Kann man Elektroautos bald in 5 Minuten aufladen. Elektromobil akku Batterie

Professor Paul Braun (in der Mitte) leitet die Gruppe bestehend aus den Doktoranten Xindi Yu (links) und Huigang Zhang (rechts). Bildquelle: L. Brian Stauffer

Bisher hat man bei den herkömmlichen Akkus die Wahl, ob man entweder eine größere Menge Energie speichern will, oder ob schnell auf- und entladen werden können sollen. Jetzt haben US-Forscher die beiden Eigenschaften in einem Akku kombiniert. Das Modell verbindet die Kraft eines Kondensators mit der Energie einer Batterie, solche Eigenschaften sind Ideal für Elektroautos. Den neuen Akku hat der Materialforscher Paul Braun von der University of Illinois in Urbana-Champaign entwickelt.

Wer bisher sein Elektroauto aufladen will, muss je nach Ladestation und Elektroauto ca. acht Stunden Zeit einplanen, damit der Akku wieder voll ist. Bisher stören sich viele Interessenten von Elektroautos an der Tatsache, das man bei einem leeren Akku lange warten muss, bis die Batterie wieder voll geladen ist. Wenn der Akku nun innerhalb von fünf Minuten wieder aufgeladen sein kann, würde dies auch die Akzeptanz bei den Autofahrern erhöhen.

Bisher verlieren Nickel-Metallhydrid- oder Lithiumionen-Akkus deutlich an Effizienz ein, wenn sie schnell ge- oder entladen werden. Das lässt sich zwar verhindern, wenn das aktive Material nur in einer hauchdünnen Schicht vorliegt. Doch dadurch sinkt gleichzeitig die Kapazität drastisch, weil einfach nicht genug Substanz vorhanden ist, um die Energie zu speichern.

Das Team vom Forscher Paul Braun hat dieses Problem gelöst, um das Problem zu lösen mussten nicht einmal neue Materialien entwickelt werden, sondern mit einer geschickten Anordnung im Kathodenbereich des Akkus. Als erstes füllten sie den Kathodenbereich mit winzigen Styroporkügelchen, so dass ein dicht gepacktes Gitter entstand. Die Wissenschaftler betonten, dass die Herstellung solcher Gitter oft zeitaufwendig und teuer sei. Beim neuen Herstellungsprozess fügten sich die Kügelchen jedoch automatisch an den passenden Platz.

Anschließend wurde das Gitter per Elektrolyse mit Nickel aufgefüllt, dabei schmolzen oder lösten sich die Kügelchen auf, so dass ein poröses, schwammartiges Nickelgerüst entstand. In einem weiteren Schritt wurden durch sogenanntes Elektropolieren die Hohlräume vergrößert, so dass ein Gitternetz übrigblieb. Dieses wurde dann mit dem elektrolytisch aktiven Material überzogen.

Die so erstellten Nickel-Metallhydrid- und Lithiumionen-Akkus können zehn- bis hundertmal schneller geladen werden als herkömmliche Modelle und trotzdem in gewöhnlichen Geräten eingesetzt werden. Ein Elektroauto könnte so statt in fünf bis acht Stunden in drei bis acht Minuten komplett aufgeladen werden.

Der Vorteil an dieser Methode ist, das jedes in Akkus eingesetzte Material, das auf einen Metallrahmen aufgetragen werden kann, in diese Form verarbeitet werden kann. Die Herstellungstechnik könnte laut Braun auch im industriellen Maßstab genutzt werden.

(Quelle: Spiegel)

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