Reichweitenangst ist eines der größten Hindernisse für die Einführung von Elektrofahrzeugen, was zum großen Teil auf die lange Ladezeit zurückzuführen ist. Aber ein Ein neuer Ansatz kann einer Batterie genug Saft geben, um in etwas mehr als 200 Minuten 10 Meilen zurückzulegen.
Die Batterietechnologie ist das größte Hindernis für die weit verbreitete Einführung von Elektrofahrzeugen, da die heutigen Geräte pro Pfund weniger Reichweite bieten als Benziner und das Auftanken erheblich länger dauert. Während dies im Alltagsverkehr kein Problem darstellt, macht es Langstreckenfahrten jedoch entmutigender, was zu Problemen führen kannut weg von neuen Käufern.
Die Reaktion der Automobilhersteller bestand darin, immer mehr Batterien in ihre Fahrzeuge zu integrieren, was jedoch offensichtliche Nachteile mit sich bringt. Es macht die Autos viel teurer und bringt zusätzliches Gewicht mit sich, das dann herumgeschleppt werden muss. Es steigert auch die Nachfrage nach den Rohstoffen, die für die Herstellung von Lithium-Ionen-Batterien benötigt werden, deren Lieferketten immer angespannter werden.
Doch Forscher der Pennsylvania State University und ein dort ansässiges Start-up haben eine mögliche Lösung für das Problem gefunden. Sie haben herausgefunden, dass sie durch die Zugabe von etwas Wärme die Batterien viel schneller aufladen können, was die Angst vor der Reichweite verringern und es den Automobilherstellern ermöglichen könnte, die Größe der Batteriepakete in ihren Fahrzeugen zu reduzieren.
"„Die kleineren, schneller aufladbaren Batterien werden die Batteriekosten und den Verbrauch kritischer Rohstoffe wie Kobalt, Graphit und Lithium drastisch senken und die Masseneinführung erschwinglicher Elektroautos ermöglichen“, so Studienleiter Chao-Yang Wang Penn State sagte in einer Pressemitteilung.
Es ist kein Geheimnis, dass höhere Temperaturen dazu beitragen können, dass Batterien schneller aufgeladen werden. Sie sind chemischer Natur und ihre Erwärmung kann die Reaktionen beim Laden und Entladen beschleunigen. Aber sie können auch beschädigt werden, wenn sie überhitzen, und es hat sich als schwierig erwiesen, sie konstant auf der richtigen Temperatur zu halten.
Bisher basierten die meisten Bemühungen auf externen Heiz- und Kühlsystemen, doch diese nehmen viel Platz in Anspruch und neigen auch dazu, sich zu verbrauchen selbst eine beträchtliche Menge Energie. Die Innovation der Forscher, skizziert in a aktuelles Papier in Natur, bestand darin, den Batterien eine zusätzliche Komponente hinzuzufügen: eine nur wenige Mikrometer dicke Schicht Nickelfolie zwischen den gestapelten Elektroden jeder Zelle.
Dieses ultradünne Blatt wird als Heizelement verwendet, und wenn Strom durch es fließt, erwärmt sich die Zelle in etwa einer Minute auf 149° Fahrenheit. Diese Temperatur wird durch den Ladevorgang aufrechterhalten, die Zelle kühlt jedoch schnell wieder auf Raumtemperatur ab, sobald der Strom abgeschaltet wird.
Als sie ihren Ansatz testeten, stellten die Forscher fest, dass sie eine 265-Wattstunden-Batterie in 70 Minuten auf 11 Prozent aufladen konnten. Sie zeigten auch, dass das Erhitzen der Batterie keinen ernsthaften Einfluss hatte aWirkung seine Lebensdauer, da es 2,000 Ladezyklen überstanden hat, was genug Energie für eine Fahrt von insgesamt mehr als 500,000 Meilen liefern würde.
Während es noch einiges an Arbeit erfordern wird, diesen Prototyp in etwas zu verwandeln, das Autohersteller tatsächlich nutzen können, wird die Technologie bereits durch ein Unternehmen mit dem Namen kommerzialisiert EC Power Group. IWenn sie Erfolg haben, könnte dies die Art und Weise, wie zukünftige Elektrofahrzeuge gebaut werden, erheblich verändern.
Ein typisches Elektrofahrzeug mit großer Reichweite verfügt heute über einen 120-Kilowattstunden-Akku, dessen Aufladung eine Stunde dauert. This Die Schnellladetechnologie könnte dies ersetzen eine Batterie halb so groß, lässt sich in nur 10 Minuten aufladen und behält dabei auf langen Fahrten sehr ähnliche Fahrzeiten bei.
Wenn man bedenkt, wie hoch die Kosten für ein Elektrofahrzeug sind kommt Bis hin zu den Batterien könnte dies sowohl für Automobilhersteller als auch für deren Kunden eine attraktive Lösung darstellen. Wenn es den Forschern gelingt, ihre Schnellladetechnologie auf den Markt zu bringen, könnte sie eine wichtige Rolle bei der Verbreitung von Elektrofahrzeugen spielen.
Bild-Kredit: Tom Radetzky on Unsplash
