Ein Durchbruch im Design von Elektrofahrzeugbatterien ermöglicht das Aufladen von Fahrzeugen innerhalb weniger Minuten. Wissenschaftler und Forscher haben einen neuen Batterietyp entwickelt, der es ermöglicht, Elektrofahrzeuge in nur 10 Minuten aufzuladen.
Forscher der Pennsylvania State University haben eine innovative Lithium-Ionen-Batterie für Elektrofahrzeuge entwickelt. Diese Batterien zeichnen sich durch eine rekordverdächtig kurze Ladezeit und eine hohe Speicherkapazität für große Reichweiten aus . Professor Chao-Yang Wang kooperierte mit EC Power , einem Start-up-Unternehmen aus State College, um diese Technologie zu entwickeln. Dank dieser Schnellladetechnologie kann die Batteriekapazität von Elektrofahrzeugen von 150 kWh auf 50 kWh reduziert werden , ohne dass die Reichweite beeinträchtigt wird.
Professor Chao-Yang Wang vom Fachbereich Maschinenbau der Penn State University leitete die Forschungsarbeiten und erklärte: „Der Bedarf an kleineren, schneller aufladbaren Batterien ist größer denn je. Es gibt schlichtweg nicht genügend Batterien und wichtige Rohstoffe, insbesondere solche aus heimischer Produktion, um die erwartete Nachfrage zu decken.“
Mit der Verabschiedung eines umfassenden Plans durch das kalifornische Air Resources Board im August 2022 werden in den USA Beschränkungen für den Verkauf benzinbetriebener Fahrzeuge eingeführt, die letztendlich zu einem Verbot führen werden. Bis 2035 werden Verbrennungsmotoren praktisch vom größten Automobilmarkt der Vereinigten Staaten verschwinden.
Mit der steigenden Nachfrage nach Elektrofahrzeugen treten zwei Nachteile auf: Erstens die langsame Ladezeit und zweitens ihre Größe . Aufgrund ihrer Größe sind Elektrofahrzeuge nicht so effizient wie gewünscht und zudem für Menschen unterschiedlicher Einkommensklassen unerschwinglich.
Besitzer von Elektrofahrzeugen müssen je nach Batterietyp zwischen wenigen Minuten und einem ganzen Tag für das Aufladen ihres Fahrzeugs aufwenden. „Kleinere, schneller ladende Batterien werden die Batteriekosten und den Verbrauch kritischer Rohstoffe wie Kobalt, Graphit und Lithium drastisch senken und so die breite Akzeptanz erschwinglicher Elektroautos ermöglichen“, sagte Professor Wang.
„Ein wichtiger Faktor, auf dem diese Technologie beruht, ist die interne thermische Modulation . Dabei handelt es sich um eine aktive Methode zur Temperaturkontrolle, mit der die bestmögliche Leistung der Batterie erzielt wird“, erklärte Professor Wang.
Die beste Leistung von Batterien wird erwartet, wenn sie warm, aber nicht extrem heiß sind. Aus diesem Grund stellt die Aufrechterhaltung einer konstanten Temperatur in Batterien für Batterieentwickler bisher eine große Herausforderung dar . Professor Wang und sein Team haben sich daher entschieden, die Temperatur innerhalb der Batterie zu regulieren.
Professor Wang fügte hinzu, dass Batterieentwickler bisher auf externe und sperrige Heiz- und Kühlsysteme zur Regulierung der Batterietemperatur angewiesen waren. Diese Methoden waren jedoch energieintensiv und zudem langsam. Eine herkömmliche Batterie besteht im Wesentlichen aus drei Komponenten: Kathode, Anode und Elektrolyt.
Forscher entwickelten eine neue Batteriestruktur mit einer vierten Komponente, einer ultradünnen Nickelfolie. Sie wirkt wie ein Stimulator und reguliert selbst die Temperatur und Reaktivität der Batterie. Dieser Mechanismus ermöglicht das 4-minütige Laden jeder Elektrofahrzeugbatterie.
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„ Unsere Schnellladetechnologie funktioniert mit den meisten Akkus hoher Energiedichte und eröffnet die Möglichkeit, die Kapazität von Elektrofahrzeugbatterien von 150 auf 50 kWh zu reduzieren, ohne Reichweitenangst bei den Fahrern auszulösen “, sagte Professor Chao-Yang Wang. Die Forschungsergebnisse wurden in der Fachzeitschrift Nature unter dem Titel „Schnellladen von Lithium-Ionen-Akkus hoher Energiedichte“ veröffentlicht. Damit wird bekannt, dass dank dieses technologischen Durchbruchs die Möglichkeit besteht, Elektrofahrzeuge in nur 10 Minuten aufzuladen.
Quelle: Unabhängig
