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Der zukünftige technische Entwicklungstrend der RV-Elektroauto-Batterie

Lithium battery new trend

Das Rennen um bessere Batterien für Elektroautos wird als der nächste Goldrausch bezeichnet. Was kommt als Nächstes?

Es gibt eine Reihe neuer Technologien, die es einfacher machen könnten, emissionsfreie Fahrzeuge zu besitzen und zu betreiben. Die Probleme der „Reichweitenangst“ und der „langen Ladezeit“ werden bald der Vergangenheit angehören, da das Batteriepaket in Sekundenschnelle eine Reichweite von mehr als 500 Meilen bietet und den Strom über die Luft liefert.

Wir stehen an der Schwelle zu einer Batterierevolution. Die Hersteller von Elektroautos wissen, dass die Amerikaner eine größere Reichweite und schnellere Ladegeschwindigkeiten brauchen, um sie in jede Garage stellen zu können. Sie sind sich der Grenzen der Lithium-Ionen-Batterien, die derzeit Elektroautos antreiben, durchaus bewusst. Während Computerchips und Betriebssysteme weiterhin Fortschritte beim Energiesparen machen, sind Akkus eine Schwachstelle… Bis jetzt.

Werfen wir einen Blick auf die Forschung, die zu einer aufregenden neuen Welt der Batterietechnologie für zukünftige Elektrofahrzeuge führen könnte.

Batterien als strukturelle Komponenten

Die Forschung an der Chalmers University of Technology konzentriert sich auf den Einsatz einer neuen Batterietechnologie als strukturelle Komponente zukünftiger Elektrofahrzeuge. Dies kann zu leichten Fahrzeugen mit Karosserieteilen für Batterien führen. Durch die Verwendung von Kohlenstofffasern als negative Elektrode und Lithiumeisenphosphat als positive Elektrode sind diese Batterien für ihre strukturellen Komponenten sehr robust.

Kohlenstoff-Nanoröhrchen-Elektrode

NAWA Technologies hat eine ultraschnelle Kohlenstoffelektrode entwickelt und patentiert, die Batterien, wie wir sie kennen, ersetzen kann. Dabei kommen vertikal angeordnete Kohlenstoff-Nanoröhren zum Einsatz, die die Batterieleistung im Vergleich zu aktuellen Akkus um das Zehnfache steigern können. Außerdem kann sie die Energiespeicherung um das Dreifache erhöhen und die Lebensdauer der Batterien um mehr als das Fünffache verlängern. Laut NAWA dauert das Aufladen nur fünf Minuten und erreicht bis zu 80 Prozent der Ladung. Die Technologie könnte bereits im Jahr 2023 in Produktion gehen.

Kobaltfreie Batterie

Die Universität von Texas arbeitet an einer Lithium-Ionen-Batterie, die kein Kobalt als Kathode verwendet. Stattdessen verwendet es bis zu 89 Prozent Nickel sowie Aluminium und Mangan. Der Grund dafür ist, dass Kobalt selten, teuer und schädlich für die Quelle ist. Das Team der U of T sagt, dass ihre Batterie auch eine elegantere Ionenverteilung erzeugt.

Ein chinesisches Unternehmen namens SVOLT stellt kobaltfreie Batterien für den Elektroautomarkt her. Sie behaupten, eine höhere Energiedichte zu haben, so dass die Reichweite mit einer einzigen Ladung auf 500 Meilen geschätzt wird.

Silizium-Anodenzelle

Auf der Suche nach einer Lösung für das instabile Silizium in Lithium-Ionen-Batterien entwickelten Forscher der Universität Ostfinnland eine Methode zur Herstellung von Hybridanoden aus mesoporösen Silizium-Mikropartikeln und Kohlenstoff-Nanoröhren. Sie hoffen, Graphit als Anode durch Silizium ersetzen zu können, das die zehnfache Kapazität hat. Das Ziel ist die Verbesserung der Batterieleistung. Das Beste daran ist, dass die Quelle dieses Kieselgels umweltfreundlich ist, denn es wird aus Gerstenschalenasche hergestellt.

Aus Meerwasser extrahierte Batterie

IBM Research hat eine neue Batteriechemikalie entdeckt, die keine Schwermetalle enthält und die Lithium-Ionen-Batterien übertrifft. Diese Stoffe werden aus Meerwasser gewonnen. Laut IBM sind diese Batterien billiger in der Herstellung, lassen sich schneller aufladen und haben eine höhere Energiedichte und Leistung. Das Unternehmen arbeitet derzeit mit Mercedes-Benz an der Entwicklung dieser Technologie.

Sandbatterien bieten eine längere Lebensdauer

Forscher an der University of California Riverside arbeiten an einer Batterietechnologie, bei der aus Sand reines Silizium hergestellt wird, das dreimal so leistungsfähig ist wie die derzeitigen Lithium-Ionen-Batterien auf Graphitbasis. Das neue reine Silizium verbessert auch die Akkulaufzeit.

Ein Batterie-Startup namens Silnano bringt die Technologie mit finanzieller Unterstützung von Daimler und BMW auf den Markt und verspricht, die Batterieleistung in naher Zukunft um 40 % zu verbessern.

Das Wi-Fi-Netzteil

Stellen Sie sich vor, Sie könnten Ihr Auto während der Fahrt über Wi-Fi mit Strom versorgen. Zum Aufladen des Akkus müssen Sie ihn nie an die Steckdose anschließen. Auch wenn die Technologie noch in weiter Ferne liegt, haben Forscher eine nur wenige Atome dicke Antenne entwickelt, mit der sich künftige Elektroautos über elektromagnetische Wellen aufladen lassen könnten.

Das Konzept sieht vor, Molybdändisulfid-Rechtecke so zu kombinieren, dass Wechselstrom von Wi-Fi heruntergeladen und in Gleichstrom umgewandelt werden kann, um Batterien aufzuladen oder Elektrofahrzeuge direkt zu betreiben. Hoffentlich stimuliert es nicht gleichzeitig Ihr Gehirn.

Ultraschallaufladung aus der Luft

Eine andere Möglichkeit, wiederaufladbaren Strom durch die Luft zu übertragen, ist Ultraschall. Ein Unternehmen namens uBeam wandelt Strom in Schallwellen um, die dann an Elektroautos gesendet und wieder in Strom umgewandelt werden. Im Moment versucht uBeam, diese Technologie für die Stromversorgung von Smartphones und Laptops zu nutzen, aber wer weiß, wozu das führen könnte?

Laden Sie Ihr Auto in fünf Minuten auf

Apropos Aufladen von Smartphones: Ein Start-up namens StoreDot, das aus der Abteilung für Nanotechnologie der Universität Tel Aviv hervorgegangen ist, hat ein Ladegerät entwickelt, das biologische Halbleiter verwendet. Sie verwenden organische Peptidverbindungen, die die Bausteine von Proteinen sind. Das Ergebnis ist ein Ladegerät, das ein Smartphone in 60 Sekunden aufladen kann, mit organischen Verbindungen, die weniger brennbar und sicherer zu laden sind. StoreDot stellt derzeit Batterien für Elektroautos her, die in fünf Minuten aufgeladen werden können und eine geschätzte Reichweite von 300 Meilen haben.

Eine Batterie, die nie leer wird

Wissenschaftler an der Universität von Kalifornien arbeiten an einer unerschöpflichen Batterie aus Nanodrähten. Die Goldnanodrähte sind tausendmal dünner als ein menschliches Haar und befinden sich in einem Elektrolytgel, um zu verhindern, dass sie sich beim Aufladen auflösen. Nach den Tests wurden sie innerhalb von drei Monaten mehr als 200.000 Mal aufgeladen, ohne dass es Anzeichen einer Verschlechterung gab.

Festkörperbatterie

Traditionell bieten Festkörperbatterien Stabilität auf Kosten des Elektrolyttransports. Toyota-Wissenschaftler testen jedoch eine Festkörperbatterie, die einen Sulfid-Superionen-Leiter verwendet, der auf dem Niveau eines Superkondensators arbeitet und in nur sieben Minuten wieder aufgeladen werden kann. Darüber hinaus sind Festkörperbatterien sicherer als die bisherigen Batterien.

Solid Power Inc. verwendet Sulfid-Festkörperbatterien zur Herstellung von Festkörperbatterien für Elektrofahrzeuge. QuantumScape entwickelt derweil Festkörperbatterien für die breite Masse. Man hofft, dass diese bahnbrechenden Batterien bis 2026 in Elektroautos eingesetzt werden können.

Zink-Luftzelle

Forscher der Universität Sydney haben einen Weg gefunden, Zink-Luft-Batterien zu wesentlich geringeren Kosten als mit den derzeitigen Methoden herzustellen. Zink-Luft-Batterien sind den Lithium-Ionen-Batterien überlegen, da sie nicht in Brand geraten können. Das Problem ist, dass Zink-Luft-Batterien aus sehr teuren Komponenten bestehen, aber die Universität hat einen Weg gefunden, eine billigere Alternative zu verwenden. Infolgedessen könnten bald billigere und sicherere Batterien verfügbar sein.

20-mal schnelleres Aufladen

Die Ryden-Dual-Carbon-Technologie ermöglicht eine längere Lebensdauer und eine schnellere Aufladung als bei Lithiumbatterien, kann aber in denselben Fabriken hergestellt werden, die auch Lithiumbatterien produzieren. Laut Power Japan Plus ist die Batterie nachhaltiger, hält länger, ist umweltfreundlich und kann bis zu 20 Mal schneller aufgeladen werden als herkömmliche Batterien.

Stellen Sie sich eine Ladedauer von 500 Meilen vor

Ein Unternehmen namens Graphenano entwickelt eine Graphen-Batterie, die nach Angaben des Unternehmens eine geschätzte Reichweite von 500 Meilen hat und in nur wenigen Minuten wieder aufgeladen werden kann. Das Unternehmen gibt an, dass seine Batterien 33-mal schneller laden und Strom verbrauchen als Lithium-Ionen-Batterien.

Stellen Sie sich vor, Sie laden 1.100 Meilen

Kürzlich fuhr ein Versuchsfahrzeug 1.100 Meilen mit einer einzigen Batterieladung. Dies ist möglich, weil die Aluminium-Luft-Batterie-Technologie Sauerstoff aus der Luft zur Füllung der Kathode verwendet, wodurch sie viel leichter ist als flüssigkeitsgefüllte Lithium-Ionen-Batterien, was Elektrofahrzeugen eine größere Reichweite ermöglicht.

Ein neuer Goldrausch

Nach Angaben des Marktforschungsunternehmens Auto Pacific wird sich der Absatz von Elektrofahrzeugen in den USA in den nächsten fünf Jahren vervierfachen – von heute 2 % auf etwa 7 % im Jahr 2026. Forschungsteams an Universitäten, Start-ups und Automobilhersteller erforschen aufregende neue Technologien und erfüllen schnell die Nachfrage.

Ziel ist es, verbesserte Batterien für Elektrofahrzeuge zu entwickeln, die sich schneller aufladen und länger halten, und gleichzeitig auf billigere, umweltfreundlichere Materialien umzusteigen. Wir sind immer am Puls der Zeit, wenn es um emissionsfreie Fahrzeuge geht. Bleiben Sie mit Green Cars in Kontakt, um mehr über die neuesten Technologien zu erfahren, die die Revolution im Bereich der Elektrofahrzeuge vorantreiben.