MIT-Forscher vermelden Durchbruch bei Akkumulatorenforschung

[martinmanuel]

Bevor hier dicht gemacht wird..

Bevor hier dicht gemacht wird..

Zum Durchbruch:
Thema war, dass die Akkus bald schneller zu laden sind. Gehen wir davon aus, dass die Akkus schnell geladen werden, so wäre ein Tauschsystem überflüssig, da man kurz an der Tankstelle einen Kaffee trinkt, und weiterfährt.
Ich möchte mich an dieser Stelle ausdrücklich nicht zu Udo und Kontrahenten äußern. Sachlich wird dort nämlich auf beiden Seiten nicht diskutiert, wer damit angefangen ist sei dahingestellt.

Abgesehen davon, das die Technik alles andere als Marktreif ist und als Forschungsmeldung auch der gewissen Zurückhaltung bedarf:
Eine Batterie, die im kleinen Maßstab schnell geladen werden kann muss noch nicht im großen Maßstab so funktionieren.
Dies mag daran liegen, dass die Wärmeentwicklung bei einer Ladung im normalen Fall kontinuierlich abgegeben wird. In diesem Fall würde nahezu spontan eine große Wärmemenge abgegeben werden, diese müsste auch spontan abgeleitet werden-> der Kaffee wird damit gekocht (bitte nicht zu ernst nehmen.) Steht auch im Artikel...

Im Moment gibt es keinen Hersteller auf der Welt, der Akkus liefern könnte um eine Serienproduktion von Elektroautos zu ermöglichen. Es gibt ihn einfach nicht, kosten hin oder her.
Es wird in Deutschland noch etwas dauern, bis Elektroautos serienmäßig gebaut werden. Aber sie werden kommen. Ich denke die anfangs gezeigte
Neuheit wird den Ladevorgang verkürzen, ohne Frage. Die Dimensionen müssen nur noch angepasst werden.
Ein Tankvorgang, der 15 min dauern würde, wird einfach mit dem Mittagessen oder ähnlichem Verbunden. Die Ladung daheim würde über Nacht erfolgen.
Ein Akkusharing halte ich persönlich für schwierig realisierbar. Aber vielleicht hab ich da noch nicht genug Fantasie.

Beste Grüße

 

[Andreas Maier]

Na ich ich denke mal an Akkus mit 500Ah ,wenn man diese dann
mit 1000Amp laden wollte benötigt man eine halbe Stunde und wie
dick sollen die Ladekabel sein ?


Somit ist das tauschen eine sehr sichere Angelegenheit.

gruß
Andreas

 

[Jet A1]

High Andi,
2x 1Zoll
mfg
Wolfgang
Habs bisher mitverfolgt, aber das zu Hause laden wird so nicht gehen. Haus mit 20 Parteien, ca 30 Autos, Meine Herren- da laufen abends die Elektronen. Dafuer ist es im Industriegebiet finster! Ein Wohnblock mit 30.000 Ampere Anschlussstromstaerke, da werden Alu Huettenbetriebe blass vor Neid.
Und mit der 16 A Steckdose braucht man auch nicht anfangen, da ist fast schon die Selbstentladung groesser! Gibt noch viel zu tun!

 

[martinmanuel]

Na ich ich denke mal an Akkus mit 500Ah ,wenn man diese dann
mit 1000Amp laden wollte benötigt man eine halbe Stunde und wie
dick sollen die Ladekabel sein ?


Somit ist das tauschen eine sehr sichere Angelegenheit.

gruß
Andreas

Tauschen mag sicher sein, jedoch wird in der Tankstelle auch geladen werden müssen. Hat einer von euch schon mal an der Tankstelle gearbeitet?
Also wir hatten pro Tag so viele Kunden...Wenn die alle eine leere Batterie mitbringen, wo sollen die dann aufgeladen werden? In der Tankstellen, nun gut. Wie groß ist dann bitte deren Anschluss? Ich meine, die können die Akkus ja auch nicht über Nacht aufladen, die müssten das ja auch einigermaßen schnell hinbekommen, da neue Kunden kommen, die Batterien brauchen.
In der Tankstelle muss immer eine Ladung der Batterien erfolgen, die dem aktuellen Verbrauch der Kunden auf der Straße entspricht, nur so hat man immer volle Batterien. Bei 1000 Kunden pro Tag, viel Spaß beim rechnen. Ich glaube da bekommt man eher Probleme.
Wie stellt man zuverlässig den Ladezustand fest? Leerfahren ist ja nicht möglich, gewünscht. Also braucht man einen Stromzähler im Auto.
Es gibt da noch viele Probleme, die geklärt werden müssen.
Aber mal ehrlich, wie hoch ist der Anteil an Häusern, in denen 20 Parteien mit 30 Autos sind?
Und ich denke auch nicht, dass es in Zukunft erschwinglich bleibt so viele Autos pro Person zu halten. Die Akkus sind bisher zu teuer.

Ich denke die Ladung über Nacht / vom Abend bis morgen sollte funktionieren, da meist nicht der komplette Akkublock leer sein wird!
Meist wird man über Nacht nur 20% auffüllen.

Beste Grüße

 

[Julez]

http://www.rc-network.de/forum/showthread.php?t=117847

Ist das nicht auch son Durchbruch?

 

[Christian Lucas]

Hi,
wieder was neues aus den Labors der Uni Maryland ,vieleicht werden es ja keine Akkus sondern Kondensatoren, http://www.heise.de/tr/Winzige-Sandwiches-fuer-den-grossen-Energiehunger--/artikel/135988 .

 

[nimbus2]

Hallo

Wen es interessiert:
die hier im Thread angesprochene Akkutechnik ist eigentlich nur eine spezielle Fertigungstechnik für die Beschichtung der Anoden und Kathoden einer LiXX Batterie, die es aber in sich hat.
Aktuell wird ein Akku gefertigt und mit dieser Technik vorbereitet, der in einem
Elektrofahrzeug eingebaut wird und im Juni 2009 in den USA während eines internationalen Batterieforums vorgestellt wird.
Hierbei soll unter den Augen der Batterieexperten ein Ladevorgang die Batterie des Autos innerhalb von 5 Minuten aufladen, damit dieses Fahrzeug
vom Gouvaneur Schwarzenegger (Terminator...) persönlich als Nachweis
der Reichweite von 500 km gefahren werden kann.
Dabei soll sich der Akku nur um ganze 2°C (zwei) erwärmen.

Die Speicherkapazität erhöht sich durch diese Technik leider nicht, aber da forschen andere Leute dran.

Mit Hilfe dieser Technik kann eine gewöhnliche Starterbatterie für einen (veralteten) Verbrenner sogar günstiger hergestellt werden, als die ebenso nun veraltete Bleibatterie.

Diese Info stammt direkt vom Initiator und Entwickler dieser Technik, mit dem ich persönlichen Kontakt habe.
Sollte sich irgend etwas Neues in der Sache ergeben, werde ich mit als Erster informiert sein.
Also abwarten, was ich in dieser Sache künftig posten kann.

Es wäre auch schön von andern Forumsteilnehmern, wenn hier im Forum weiterhin sachlich über andere eletrochemische Speicher und Alternativen informiert werden würde. Es gibt viele vielversprechende Ansätze in den Labors von Unis und Forschungseinrichtungen, die unterschiedliche Wege verfolgen. Lasst uns hoffen, daß nicht durch lobbyistischen Einfluss
großer Konzerne, die zum andern Lager gehören (Öl- und Autoindustrie)
Patente aufgekauft werden und dann in Schubladen verschwinden, nur um
deren Profite mit den Ölvorkommen und völlig veralteten Antriebstechniken weiterhin zu sichern. Leider gehört unser Staat auch dazu -siehe Abwrackprämie.

Einen Hinweis noch, ich werde nicht auf unsachliche und polemische Antworten in Foren reagieren. Mich interessiert die machbare Energie-Speichertechnik und nicht irgend welche unqualifizierte Vermutung.

Servus
Karl-Heinz

 

[Julez]

Hi!

Hierbei soll unter den Augen der Batterieexperten ein Ladevorgang die Batterie des Autos innerhalb von 5 Minuten aufladen,

Da kann ich nur wieder mich selbst zitieren:

Sehr interessant auch immer wieder, dass in diesen Artikeln nie über die Ladegeräte geschrieben wird, die derartige Akkus "in Sekunden" aufladen können

Na gut, 5min ist auch schon ganz ordentlich.

Wenn man beispielsweise eine Energie von 19kWh, wie beim GM Volt, annimmt, braucht man für eine 5-minütige Aufladung 228kW Leistung.
Das wäre am normalen Ami-Stromnetz 2072A Strom.

 

[martinmanuel]

Hi,

ich denke über Ladetechnik brauchen wir uns vorerst keine Gedanken machen.
Wenn man will, dann kann man auch 2000A bereitstellen, da sprechen wir wirklich nicht von unlösbaren Problemen.
Also, erstmal auf das wesentliche konzentrieren: Die Akkus müssen erst entwickelt werden und marktreif sein, dann wird die Ladetechnik "mitgeliefert".
Außerdem wird die Tankstellensituation nicht wie heute sein, da 5 Min Ladungen nicht extrem favorisiert werden. Es wird mit Solarzellen gekoppelt und meist über längere Zeit geladen, da schonender für den Akku.

Beste Grüße

Martin

 

[Christian Lucas]

Hallo Karl Heinz,
so sehr mich die super schnelle Ladetechnik für Akkus freut ,so sehr Glaube ich aber ehr an eine Zukunft mit Wasserstoff. Zum schnellen Laden/Entladen haben wir die Schwungmassenspeicher und die Kondensatoren ,die in Fahrzeugen Bremsenergie Speichern.Zum Fahren an sich ist aber die Betankung und Speicherung von Wasserstoff wesenlich einfach in den geforderten Größenordnungen aufzubauen.Ob der Wasserstoff dann in einer Brennstoffzelle oder einem Verbrennungmotor umgewandelt wird ist erst mal nicht so wichtig ,langfristig hat die BZ allerdings den hohen Wirkungsgrad und den vor allem bei Teillastbetrieb ,auf ihrer Seite.Wasserstoff läst sich Solar herstellen in Regionen die maximalen Ertrag hergeben.Von dort kann er problemlos in Piplines und Tankern transportiert werden und aus Tanks weiter zu den Fahrzeugen verteilt werden ,mit Ladezeiten ,wie sie heute beim Tanken üblich sind.Akkus für Fahrzeuge brauchen eine so aufgerüstete Elektroinfrastrucktur ,ich Glaube ehrlich nicht daran das dies wirklich so kommen wird .Kupfer ist jetzt schon heis begehrt ,wie soll das den in Zukunft werden ? Für kleine Fahrzeuge wie sie in China zu hauf herumfahren ,kann das gerade noch gehen,aber für alle Autos .
Beste Grüße nach Kronach.PN

 

[Hans Schelshorn]

...
Außerdem wird die Tankstellensituation nicht wie heute sein, da 5 Min Ladungen nicht extrem favorisiert werden. Es wird mit Solarzellen gekoppelt und meist über längere Zeit geladen, da schonender für den Akku.

Wenn ich den hoffentlich gesunden Menschenverstand einschalte, dann ist es egal, ob 12 Akkus nacheinander in jeweils 5 Minuten oder 12 Akkus parallel in 60 Minuten geladen werden. Das Ergebnis ist bezüglich der notwendigen Anschlußleistung immer das Gleiche: Mit z.B. 2.000 Ampere werden 12 Akkus in 60 Minuten geladen. Die wichtige Rechengröße ist also, wieviele Akkus an einer Station in einer Zeiteinheit, z.B. pro Tag, geladen werden müssen und welche Kapazität die haben.

Es scheint so, daß die Brennstoffzelle tatsächlich die besseren Karten hat.
Was mich interessieren Würde: Welchen Wirkungsgrad kann man für den gesamten Prozeß erreichen, also vom Erzeugen des Wasserstoffs über die Transport- und Kühlkette bis zur Umwandlung im Fahrzeug bis zu den Antriebsrädern?

Servus,
Hans

 

[nimbus2]

.Wasserstoff läst sich Solar herstellen in Regionen die maximalen Ertrag hergeben.

Hallo Christian
Ja, da gebe ich Dir recht und hoffe darauf, daß die Araber ihre vielen mit Petrodollars verdiente Milliarden in diese Anwendung der Zukunft stecken werden. Die Gegend da unten ist ja auch prädestiniert für Solaranlagen.
Ob nun diese durch Solaranlagen erzeugte Wassserstoff-Energie oder fossile Energie auf dem Meer rumgeschippert wird, dürfte auch energetisch egal sein.
Der Umwelt hilft es sicher, wenn Tankerunglücke passieren sollten, geht das Produkt lediglich in das Ausgangsprodukt zurück.

Die Beantwortung der Frage von HansSchelshorn interessiert mich auch brennend.

Schöne Grüße

 

[HFK]

Ich versuchs mal rückwärts mit Vorbehalt:

Die Brennstoffzelle hat ca. 70-80% gesamt Wirkunggrad (Gesamt Energie). Davon je nach Typ und Ziel 40 bis 60% Wärme, Rest Strom.

Um Wasserstoffgas zu verflüssigen, kalt zu halten sowie Druckverluste sind von 100% Ausgangs - Energie am Ende dieser Kette noch 20 bis 30% übrig. Es gibt Aussagen, die behaupten 40%.

Um aus Strom Wasserstoff zu machen (Elektrolyse beim Einsatz von Votovoltaik) beträgt der Wirkungsgrad etwa 70 bis 80%.

So, nun rechnet das mal zusammen (multiplizieren bitte)

 

[Christian Lucas]

Hallo,
ja das schaut auf den ersten Blick nicht so Toll aus.Die Solarzellen mit 0,35 ,die Elektrolyse mit 0,8(Druckelektrolyse),Transport und Verdichtung 0,5 , Brennstoffzellenstack 0,5 bei Höchstleistung und bis 0,7 in Teillastbetrieb ,dazu noch der Elektromotor 0,85 macht am Ende Hochgehaltene 11-12% .
Kann man ja gleich nur mit Solarzellen Autofahren .

ABER : Mit dem Wasserstoff kann man wesentlich mehr Leistung erzeugen für den Moment ,wenn man sie braucht.Man kann auch fahren wenn keine Sonne scheint.Mit Solarzellen und Elektrolyse ist es auch nicht gerade Billig aber was sonst wenn keine Fosilen Brennstoffe mehr nutzbar sind.Elektrische Energie läst sich auch mit Hochspannungs Gleichstrom recht verlustarm über sehr weite Strecken Transportieren,das ist die einzige möglichkeit dafür ,aber es braucht wieder dicke Kupfer oder noch dickere Alu Kabel ,das wird auch nicht Billig.
Am günstigsten ist es nach wie vor sich eine Arbeitstelle möglichst nah vom Wohnort zu suchen und für die kurzen Strecken möglichst ,alla China kleine leichte Fahrzeuge alla Fahrrad mit Hifsmotor ,zu verwenden.
Zu den Solarzellen und Elektrolyseur kommen günstigere Verfahren aus Bioreaktoren mit Algen als Wasserstofferzeugern und das DLR verfahren mit Solarer Energie und Metaloxidkatalysator. Wasserspaltung im Kernreaktor geht auch noch,einfach so durch die hohe mögliche Prozesstemperatur ,das mag aber keiner so wirklich.

 

[martinmanuel]

HI,

wir hatten heute eine Industrievorlesung eines "Vertreters" von VW hier. Er ist im Bereich Forschung und Entwicklung tätig. Der Konzern, dürfte jedem klar sein, ist maßgeblich an der weltweiten Autoproduktion beteiligt.
Die Werte der Brennstoffzelle hatten wir auch im Vergleich.
Der Wirkungsgrad liegt nicht bei 10-12% sondern schon eher das dreifache, wenn ich mich richtig entsinne. Die Gewichtsbilanz ist bei Reichweiten über 200km deutlich besser als bei Li-Akkus.
Unter 200km liegen die vorn. Für eine Reichweite von 400km ist wohl eher eine Mischung von Technologien notwendig. Oder ein Technologiewechsel bei den Akkus, sprich: deutlich höhere Leistung / kg, bzw. Kapazität / kg.
In Zukunft wird es wohl verstärkt Hybridantriebe geben. Die zeichnen sich durch einen guten Wirkungsgrad bei sehr guter Reichweite aus. Also, bis wir reine E-Flitzer bekommen, dauerts noch ne ganze Weile...aber wir sind dran.
An HansSchelshorn:
Es waren 5 Minuten für alle Akkus gemeint. Da ist der Anschluss schon geringer dosiert, wenn innerhalb von 60 min alle Akkus geladen werden. Aber es wird eh nicht solch schnelle Ladungen geben.
Die Leute werden sich daran gewöhnen nachts ihr Auto anzuschließen, wenns Elektroautos gibt. Die Solarzellen auf dem Autodach könnten dann noch während des Stehens auf dem Parkplatz (natürlich nicht Tiefgarage, dort gäb es Steckdosen) aufgeladen werden.
Es gibt schon Möglichkeiten, nur wird nicht alles bleiben wie bisher. Man muss eben flexibel sein.

Grüße

PS: Natürlich werden die Autos selbst auch stark optimiert, Widerstand verringert, evtl Gewicht durch neue Materialien ebenso.

 

[HFK]

HI,

.......Die Werte der Brennstoffzelle hatten wir auch im Vergleich.
Der Wirkungsgrad liegt nicht bei 10-12% sondern schon eher das dreifache, .......

Sag ich doch, nimm mal die Mitte von 75% Gesamtenergieausbeute und davon dann 60% als Stromanfall. Das wären dann sogar 45% bezogen auf die elektrische Leistung. Mit der anfallenden Wärme kann im Winter das Auto schön aufgeheizt werden.

Sind aber so hoch im Pkw nicht zu erreichen.

Der Energieinhalt von 1Kg Wasserstoff liegt bei 32 kWh, der von Benzin/Diesel bei ca.12/14. Akkus dagenen krebsen bei 0,16 kWh/kg.

Aber, der hochernegergetische Wasserstoff muss er einmal hergestellt werden. Hat das der VW Mensch auch bedacht und gesagt oder denkt er der kommt wie der Strom aus der Steckdose einfach aus einem Füllschlauch?

 

[Christian Lucas]

Hi,die 10-12% betrachten die ganze Kette von der umwandlung bei der Solarzelle angefangen bis zum Hintereifen.
Am besten ist es sich schon mal ein passendes Fahrzeug zu designen.
Wie das hier, http://www.paccar.ethz.ch/index_DE . Die Fräsdatei zum Fahrzeugkörper gibt es als CD für 100,- Euro .Etwas größer scalieren damit zwei Personen platz finden .Günstiger bekommt man kein Windkannaloptimiertes Design.

 

[Hans Schelshorn]

...
Es waren 5 Minuten für alle Akkus gemeint. ...

Danke für den Hinweis, das habe ich dann nicht richtig interpretiert und auch nicht nachgerechnet.

Danke auch für die Hinweise zur Effizienz der Wasserstoff-Technologie, wußte nicht, wie mager die ist.

Wenn man allerdings den Wirkungsgrad einer Batterielösung dagegenhält, bei der der Strom mit fossilen Kraftwerken erzeugt wird, dann ist sie sogar relativ gut. Die Mehrheit der heute betriebenen Kraftwerke kommt nicht viel über 30% Wirkungsgrad hinaus. Wenn man noch die Förderung des Energieträgers, bei Braunkohle die Abraumbeseitigung und Rekultivierung, bei Erdöl den Transport und die Raffinierung dazurechnet, schaut's auch hier nicht mehr rosig aus.
Produktion der Akkus und das mitzuschleppende Gewicht verschlechtern die Bilanz weiter. Hinzu kommen auch hier dann noch Verluste im Stromnetz und bei der Umformung der Energie beim Laden und im Antrieb.
So gesehen wären 10% Gesamtwirkungsgrad schon ein guter Wert.

Wir haben also bei allen Lösungen noch einen weiten Weg vor uns.

Servus
Hans

 

[Julez]

Wasserstoff ist ja schön und gut, hat aber wieder den Nachteil, dass ihn der normale Mensch ebensowenig erzeugen kann wie Benzin.
Und daher wird man mit Wasserstoffautos an den Wasserstofftankstellen ebenso abgezogen werden wie heutzutage mit Benzinautos an der Benzintankstelle.
Strom zu moderaten Preisen kann dagegen jeder bei sich aus der Steckdose holen.
Bis jetzt sehe ich keine Hinweise darauf, dass Wasserstofftechnik billiger sein soll als Benzintechnik.
Stromtechnik ist dagegen deutlich billiger.
Und billich will ich.

 

[Christian Lucas]

Brennstoffzellenauto für Modelspielbauer.

Brennstoffzellenauto für Modelspielbauer.

Hallo Julian,
nein das stimmt nicht ganz so. Wasserstoff kann man sehr wohl jeder auch zu Hause durch verschiedene Methoden erzeugen. So wird zb. das Brennstoffzellenauto ,das derzeit von Honda FCX in Californien (20 Stück)verkauft wird mit einer passenden Wasserstofftankstelle dazu verkauft/geleased.Sie nutzt die möglichkeit duch einen Reformer aus Erdgas den Wasserstoff zu gewinnen,das mit guten 75% Wirkungsgrad dafür plus komprimierung schon mal nicht so schlecht ist. Damit das jeder Modellbauer auch im kleinen nachvollziehen kann haben wir bei Horizon Fuell Cell ein kleines Set für Corcy Toys entwickelt ,Designet von Luigi Colani,das mit einem Solarzellenmodul mit einem Membranelektrolyseur den Wasserstoff erzeugt.Von dort in das Auto gepumpt werden kann und dort mit einer Brennstoffzelle den Strom für den Antrieb bereit hält.Zum Beschleunigen ist noch eine Kondensatorbatterie verbaut und die Fernsteuerung im Sender hat auch nur eine Kondensatorbatterie die vor dem Spielen aus den Solarmodul in 30 Secunden aufgeladen wird. Ich habe natürlich zwei Autos für meine Söhne und es ist schon sehr Interesant damit Rennen zu fahren ,denn die Kondensatorbatterie zum beschleunigen muss schon recht überlegt eingesetzt werden ,genauso wie die richtige aufheizung der BZ im Vorfeld der vorbereitungen. Kaufen kann man das zb. hier, http://www.wissenschaft-shop.de/hoe...henk-colani-h2go-auto-modell-der-zukunft.html .Tut gutes und füllt die Leeren Taschen der Entwickler.Nein ich verdiene nichts daran.
Hier gibt es noch mehr Spielzeug , http://www.horizonfuelcell.com/education_kits.htm .