Die schwedische Chalmers Universität hat nach eigenen Angaben bedeutende Fortschritte bei der Entwicklung von Strukturbatterien erzielen können. Zwar sind solche strukturellen Batterien derzeit noch nicht in der Lage, so viel Energie zu speichern wie eine Lithium-Ionen-Batterie, ihre sonstigen Eigenschaften machen sie jedoch unter anderem für den Einsatz in Fahrzeugen sehr interessant.
Strukturbatterien verbinden konstruktive Bauteile, etwa im Chassis eines Fahrzeugs, mit der Möglichkeit der Energiespeicherung. Die nun entwickelte Batterie etwa enthält Kohlenstofffasern, die gleichzeitig als Elektrode, Leiter und Trägermaterial fungieren. Diese Strukturbatterien tragen die Bezeichnung „masselos“, da so das Gewicht der Batterie verschwindet, bzw. keine Rolle mehr spielt, da sie selbst Teil der tragenden Struktur wird.
Bild: Chalmers University of Technology
Strukturbatterien werden bereits seit längerer Zeit erforscht, doch die Bedeutung des neuen Durchbruchs erklärt Projektleiter Professor Leif Asp wie folgt: „Frühere Versuche, strukturelle Batterien herzustellen, haben zu Zellen geführt, die entweder gute mechanische Eigenschaften oder gute elektrische Eigenschaften haben. Aber hier, unter Verwendung von Kohlenstofffasern, ist es uns gelungen, eine strukturelle Batterie zu entwerfen, die sowohl eine konkurrenzfähige Energiespeicherkapazität als auch Steifigkeit aufweist“.
Die Vorteile einer solchen Batterie, die gleichzeitig Strom speichern und hohen Belastungen standhält, liegen auf der Hand. So sind große Gewichtseinsparungen möglich, etwa beim Bau von Elektrofahrrädern oder Flugzeugen, die mit herkömmlichen Akkus sehr viel Zusatzgewicht tragen würden. Auch wird in naher Zukunft ohne die Notwendigkeit großer Akkus eine neue Formgebung bei der Entwicklung von kompakten Geräten wie Smartphones möglich sein. Zudem bedeutet der Verzicht auf entflammbare Batterien weniger Sicherheitsrisiken.
Die Energiedichte dieser Strukturbatterie beträgt 24 Wh/kg, was deutlich unter dem Niveau herkömmlicher Lithium-Ionen-Batterien liegt. Doch für den Einsatz in Elektroautos sind sie bereits jetzt interessant, da durch das geringere Gewicht auch weniger Energie zum Antrieb benötigt wird. Mit einem neuen Projekt, das in den nächsten zwei Jahren abgeschlossen sein wird, soll die Leistung der Strukturbatterie nun deutlich gesteigert werden. Leif Asp geht davon aus, dass sich die Energiedichte auf 75 Wh/kg und auch die Steifigkeit der Batterie von 25 GPa auf 75 GPa steigern lässt. Damit wäre sie bei deutlich geringerem Gewicht etwa so stark wie Aluminium.
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Quellen:
... studiert Asienwissenschaften und Chinesisch an der Universität Bonn und ist als Redakteur hauptsächlich für die Ressorts der Eingabe- und Audiogeräte bei Allround-PC.com zuständig, schreibt aber auch über Produktneuheiten aus vielen anderen Bereichen.
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