Neuartige Batterie erhöht Reichweite von Elektro-Autos auf 1.600 Kilometer

 

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25.06.2014 00:51
Eine neue Aluminium-Luft-Batterie soll dafür sorgen, dass Elektroautos eine Reichweite von bis zu 1.600 km erreichen können. Mit prognostizierten 20 bis 30 Jahren Laufzeit schlägt diese Neuerung somit alle bisherigen Batterien um Längen. Der Nachteil: Fahrzeuginhaber können die Batterie nicht selber aufladen.
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Die Aluminium-Luft-Batterie stammt aus den Händen von Phinergy und Alcoa. Phinergy ist ein israelischer Entwickler, der sich auf Technologien zur Energiegewinnung aus Metall-Luft-Verbindungen spezialisiert hat. Nullemission und Systeme mit hoher Energiedichte stehen dabei im Mittelpunkt. Der Vorteil dieser Technologie ist die vollständige Wiederverwertbarkeit. Batterien müssen demnach nicht speziell entsorgt werden. Mit dem börsennotierten Aluminium-Riesen Alcoa hat sich Phinergy auch den passenden Partner mit ins Boot geholt.

Bereits vor einem Jahr hatten die beiden Konzerne angekündigt ein Auto mit einer Aluminium-Batterie auf die Reise zu schicken. Das ehrgeizige Ziel war damals 1.000 Meilen, also umgerechnet 1.690 km fahren zu können. Zwischenstopps wurden in regelmäßigen Abständen eingeplant, um Wasser nachzufüllen. Dennoch sollte in dem Versuch das Auto mehrere hundert Kilometer am Stück fahren können, so das Unternehmen in einer Erklärung.

Anfang Juni wurde die Theorie in die Praxis umgesetzt – in Kanada auf dem Circuit Gilles-Villeneuve, der allen Formel1-Fans bestens bekannt ist. Der Test fand rund eine Woche vor dem Großen Preis von Kanada statt. Beim Grand Prix konnte Sebastian Vettels Teamkollege Daniel Ricciardo den ersten Sieg seiner Formel1-Karriere feiern. Auf einen ähnlichen Triumph warten Phinergy und Alcoa noch.

Zumindest der Test in Montreal war erfolgreich. Der umgebaute Citroen drehte mit der neuen Batterie einige Testrunden auf dem Formel1-Kurs. Zwar sind die Hersteller bislang den Beweis für die Reichweite von 1.600 km noch schuldig geblieben, dennoch sei dies umsetzbar, so Phinergy. Dahinter steckt offenbar ein triviales und gleichzeitig leicht nachvollziehbares Rechenmodell. Eine Aluminiumplatte von Phinergy soll ein Auto rund 20 Meilen (32 km) weit bewegen können. Schließt man 50 dieser Platten in Reihe, summiert sich die Leitung auf die geplanten 1.000 Meilen oder 1.600 Kilometer.

Doch die Batterie funktioniert nicht autark. Erst wenn sie zum Beispiel mit einer Lithium-Ionen-Anlage kombiniert wird, erreicht sie ihr volles Potential. In den heutigen Elektroautos sind diese Systeme in der Regel vorhanden. Somit liegt das Interesse des Herstellers eindeutig auf einer Art Zusatzbatterie, die in bestehende Elektroautos eingebaut werden kann. Über einen Preis für die Aluminium-Luft-Batterie schweigen die beiden Firmen noch. Letztlich wird das für die Freunde von Nullemission-Autos das Zünglein an der Wage sein.

Dazu kommt auch noch, dass die neuen Besitzer derzeit keine Möglichkeit haben ihre Batterie selbstständig aufzuladen. Vielmehr müssen die Aluminiumplatten ausgetauscht werden. Als Eigentümer eines Elektroautos wird ab sofort also nicht nur eine Steckdose benötigt, sondern auch eine Servicestation, die sich um die Batterieplatten kümmert. Insofern wird der gesamte Kostenapparat dieses Modells sicherlich genau unter die Lupe genommen werden, da es mit einfachem Aufladen nicht mehr getan ist.

Eine ebenfalls wichtige Information bleibt vorerst ein Geheimnis: Die genauen Werte des Testwagens wurden bislang nicht veröffentlicht. Es darf demnach gerätselt werden, wie viel PS die neue Batterie tatsächlich leistet. Einen weiteren Vorteil hat sie allerdings und das ist ihr Gewicht. Nimmt man den Branchenprimus Tesla und dessen Model S zum Vergleich, so haben Phinergy in diesem Punkt deutlich die Nase vorn.

Der Tesla Model S hat eine Reichweite von etwa 500 km und dessen Batterie wiegt 544 kg. Die Aluminium-Luft-Batterie wiegt ein Zehntel davon bei dreifacher Reichweite. Natürlich ist das Gewicht bei gerade Elektroautos besonders entscheidend. Je leichter das Batterie-System und somit das ganze Auto ist, desto geringer ist auch der Stromverbrauch bei der Beschleunigung. Da die Batterie von Phinergy und Alcoa in erster Linie mit Luft arbeitet, konnte vor allem in diesem Bereich ein großer Fortschritt erzielt werden. Was wiederum auch an der hohen Energiedichte liegt.

Diese wird durch die Funktion der Aluminium-Luft-Batterie erreicht. Dabei dienen die Aluminiumplatten als Anode. In der Batterie selbst reagiert das Aluminium mit Sauerstoff. Das Ergebnis ist Aluminiumhydroxid, das für die Stromerzeugung sorgt. Im Prozess wird das Aluminiumhydroxid im Elektrolyt gelöst. Für das Recycling ist es deshalb auch ebenso wichtig wie praktisch, dass das Aluminium von dem Elektrolyt getrennt und wiederverwertet werden kann.

Ein weiterer Vorteil ist die Struktur der Batterie. Sauerstoff kann frei durchfließen, während Kohlenstoffdioxid nicht ins Innere der Batterie gelangen kann. Dadurch ist die Luft-Elektrode vor CO2 geschützt, das bei den herkömmlichen Autobatterien aus Metall die meisten Fehler verursacht. Zusätzlich hat die Aluminium-Luft-Batterie eine extrem hohe Haltbarkeit. Mit prognostizierten 20-30 Jahren, schlägt diese Neuerung somit alle bisherigen Batterien um Längen. Allein als Reservebatterie für den Notfall kann diese Technologie für kommende Dekaden die Welt verändern.

Unter dem Strich ist die Aluminium-Luft-Batterie von Phinergy und Alcoa also ein kleines Wunderwerk der umweltfreundlichen Technik. Entscheidend für die Alltagstauglichkeit wird letztlich wie immer der Preis und die Bedienbarkeit sein. Können die Batterien günstig erworben und einfach in bestehende Elektroautos eingebaut werden, so steht diesem Produkt kaum noch etwas im Weg.

Dann gibt es nur noch das Thema zu klären, wie teuer und umständlich es ist die Aluminiumplatten auszuwechseln. Im Idealfall kann das der Eigentümer selber handhaben und muss nicht noch zusätzlich Gebühren für Werkstatt und Arbeitsstunden einkalkulieren. Denn sonst wären die Vorteile durch die neue Technik schnell annulliert. Wenn aber die breite Masse an Elektroautos auf dieses nützliche System zugreifen kann, wird eine flächendeckende Verbreitung auch nicht lange auf sich warten lassen.


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