Batterie- und Wasserstoffforscher: „Eine einzige Technologie kann Gesamtbedarf nicht abdecken“

Batterie- und Wasserstoffforscher: „Eine einzige Technologie kann den Gesamtbedarf nicht abdecken“

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Festkörperbatterien gelten als der nächste große Technologiesprung in der Batterieentwicklung. Sie sollen leistungsstärker, langlebiger und sicherer sein als die aktuelle Lithium-Ionen-Technologie. Der Batterieexperte Prof. Dr. Olivier Guillon, Direktor des Instituts für Energie- und Klimaforschung am Forschungszentrum Jülich, erzählte in einem Interview mit Battery-News von seinen Forschungsaktivitäten zum Thema Festkörperbatterien und was seine Meinung zum Thema Wasserstoff ist, ebenfalls ein Teil seiner Arbeit.

Die Herausforderung bei der Festkörperbatterie-Technologie besteht darin, die verschiedene Probleme parallel und in relativ kurzer Zeit zu lösen“, sagt Guillon. Bis zu einer Etablierung im Massenmarkt werde es mindestens zehn Jahre dauern, „wenn alles gut geht“, so der Forscher. Es gebe zwar bereits verschiedene Arten von Festkörperbatterien auf dem Markt, „allerdings in eher kleineren Serien“.

Einer der Schwerpunkte von Guillons Arbeit liegt auf Natrium-Ionen-Festkörperbatterien. Diese hätten „Ähnlichkeiten aber auch Unterschiede“ zu Lithium-basierten Batterien. Er und sein Team haben „ein ausgezeichnetes Material entwickelt, welches frei von kritischen Elementen, leicht prozessierbar und sehr stabil ist“, so der Forscher. Dabei könne auch auf den Konfliktrohstoff Kobalt verzichtet werden, „allerdings mit etwa niedrigeren Energiedichten“ als bei Lithium-basierten Batterien.

Auch an der Wasserstoff-Brennstoff-Technologie arbeitet Guillon, unter anderem an Feststoffoxid Brennstoff- und Elektrolysezellen, woran in Jülich bereits seit 25 Jahren geforscht werde. „Wir konnten die wesentliche Alterungsprozesse identifizieren und beseitigen, so dass Langzeitversuche mit sehr geringen Degradationsraten durchgeführt werden können“, erklärte der Forscher.

„Mehrere, komplementäre Lösungen sind wirtschaftlich und ökologisch sinnvoll“

Trotz der jeweiligen Vorteile von Batterien und Wasserstoff sei „allen klar, dass nicht nur eine einzige Technologie den Gesamtbedarf abdecken kann“. Neben elektrochemischen Speichern seien auch Technologien „für die Produktion und Umwandlung von chemischen Energieträgern wie Wasserstoff und synthetischen Kraftstoffen erforderlich“. Wasserstoff sei jedoch „sehr wichtig für eine tiefergreifende Dekarbonisierung der Industrie.“ Für die Zukunft geht der Forscher von sinkenden Preisen für Elektrolyse- und Brennstoffzellen, Stacks und Systemen aus, „denn es gibt wie bei der Batteriezellfertigung einen starken Skaleneffekt“.

Je nach Einsatzzweck und Art des Fahrzeugs seien „mehrere, komplementäre Lösungen wirtschaftlich und ökologisch sinnvoll. Für PKWs und größere Vehikel mit geringer Reichweite sind Batterien besser geeignet; für Züge, Fernbusse und LKWs haben Brennstoffzellensysteme Vorteile; für Langstreckenflugzeuge sind definitiv Gasturbinen mit nachhaltigen Flüssigtreibstoffen die Wahl“, sagt Guillon. Am wichtigsten sei, „dass der Anteil an fossilen Energieträgern und die daraus resultierende Treibhausgasemissionen drastisch abnehmen.

Quelle: Battery-News — „Die Herausforderung bei der Festkörperbatterie-Technologie besteht darin, die verschiedene Probleme parallel und in relativ kurzer Zeit zu lösen“

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11 Antworten

  1. Entweder unvollständig zitiert oder handwerklich defizitär. Die e2e Kette für H2 wird für Fahrzeuge immer unwirtschaftlich bleiben, weil der Ressourcenverbrauch in dieser Kette gigantisch viel Höher ist, als bei Wind und Sonne, zusätzlich Explosionsrisiko. Von wem wird der zitierte „Wissenschaftler“ bezahlt?

  2. Der nächste Schutt ist son getan, von Tesla zusammen mit den Chinesischen Batterie Hersteller CATL. Die deutschen haben nur noch nicht bemerkt, dass sie bereits abgehängt werden. Der neue LiFePo4 Akku hat eine höhere Kapazität, kommt ohne Kobalt aus und soll jetzt in Serie gehen und im Model 3 verbaut werden. Der hat auch eine längere Lebensdauer und brennt nicht.

    1. Im Artikel ist von der Feststoffbatterie die Rede, nicht von einer LiFePo4 Batterie, die zwar verbessert wurde von CATL, aber ansonsten schon lange am Markt sind (siehe dazu BYD und e-Auto Umrüstsätze). Zudem sind auch nicht alle Innovationen im Batteriesektor Tesla zuzuschreiben.

  3. Der nächste Schritt ist schon getan, von Tesla, zusammen mit den chinesischen Batterie Hersteller CATL. Die deutschen haben nur noch nicht bemerkt, dass sie bereits abgehängt werden. Der neue LiFePo4 Akku hat eine höhere Kapazität, kommt ohne Kobalt aus und soll jetzt im Model 3 in Serie gehen. Der hat auch eine längere Lebensdauer und brennt nicht.

  4. Es wird keine 5 Jahre dauern, bis die Elektroantriebe unabhängig von den Akku-Technologien sein werden. Es werden Fahrzeuge günstig angeboten und Akkus getauscht werden, wie heute Sommerreifen. Stacks von 20 kg sind je nach Bedarf bis auf 80 kg für Pkw und 200 für Kleinbusse sinnvoll und liefern bei Leistungsdichten von 400 Wh/kg Verbrauch vom 8-25 kWh/100 km genug Reichweite für alle Anwendungen.

    1. Das glaube ich kaum, das Akkus getauscht werden, Schon gar nicht zwischen den verschiedenen Marken. Die Akkus und die Steuerung sind zur Zeit das Alleinstellungsmerkmal beim Auto. Alles andere besorgt man sich beim Zulieferer, auch Tesla macht das so.
      Tauschakkus würde bedeuten, dass es bei Akkus keine Weiterentwicklung mehr gibt, die müssen ja immer mit der Steuerung kompatibel sein.

    2. Batterietausch wie “Sommerreifen“!? Anscheinend ist dem Schreiber völlig egal wie und wo die erforderlichen Rohstoffe herkommen sollen. Hauptsache wir rühmen uns einer sauberen Umwelt – auf Kosten anderer Völker/Länder!
      Es gibt schon genug Kollateralschäden auf der Erde.
      Die Jugend wird solche Vorstellungen nicht zulassen und damit hat sie recht!

  5. Vielleicht braucht man mehrere Technologien für die Mobilität. Aber Wasserstoff ist die, die man am wenigsten braucht. Vielleicht als Notlösung.

  6. Festkörperbatterien… „sollen leistungsstärker … sein als die aktuelle Lithium-Ionen-Technologie. “
    „allerdings mit etwa(s) niedrigeren Energiedichten als bei Lithium-basierten Batterien.“

    Aha. Bzw, wiedenndas?

    1. Die Energiedichte betrifft die maximal speicherbare Energie in kWh.
      Bei der Leistung geht es um die abrufbaren kW z.B. zum Beschleunigen oder Laden.

      1. Besten Dank, soweit bin ich natürlich bei Ihnen.

        Wollen Sie jedoch bestätigen, dass Festkörperzellen, also solche mit einem festen statt flüssigem Elektrolyten, höhere Ent-/Ladeleistungen als die Letztgenannten ermöglichen? Bei systemisch geringerer Ionen-Leitfähigkeit? <- wiedenndas?
        Aufgrund des thermisch gutmütigeren Verhaltens sehe ich eher Vorteile in der Energiedichte, wenn denn metallische Anoden statt Graphitgemische zum Einsatz kommen. Aber ich gebe zu, mir fehlt leider der Einblick in die aktuelle Forschung.

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