Lithium-Akkumulatoren mit hoher Energiedichte geben Elektrofahrzeugbranche neuen Schwung
Diese Innovation könnte sich stark auf den wachsenden Markt für Elektroautos auswirken. Doch da diese Fahrzeuge häufig aufgeladen werden müssen, war das Interesse der Verbraucher an ihnen bisher relativ eingeschränkt. Neue Akkumulatortechnologie, die derzeit im EU-finanzierten LISSEN-Projekt erprobt wird, liefert eine dreimal höhere Energiedichte und ermöglicht so weitere Reisestrecken, was Elektrofahrzeuge wiederum praktikabler und attraktiver macht. Für Europas aufkeimende Elektrofahrzeugbranche bedeutet dies eine gesteigerte Wettbewerbsfähigkeit. Auch die europäische Umwelt könnte profitieren: Elektrofahrzeuge emittieren bei ihrer Verwendung weder CO2 noch andere Schadstoffe wie NOx, NMHC oder Feinstaub. Die großflächige Nutzung erneuerbarer und kohlenstofffreier Energiequellen im Verkehrssektor könnte die EU beim Erreichen ihrer Ziele unterstützen, die CO2-Emissionen zu senken. Elektrofahrzeuge bieten ein ruhiges und gleichmäßiges Fahrgefühl und verursachen konstant weniger Lärm und Vibrationen. „Laut Marktprognosen werden sich bis zum Jahr 2030 mehrere Millionen Elektrofahrzeuge auf den Straßen befinden, und im Jahr 2035 werden 39 % aller Neuverkäufe auf Plug-in-Hybride (PHEV) und Elektrofahrzeuge entfallen“, sagt Projektkoordinator Riccardo Carelli vom italienischen Consorzio Sapienza Innovazione. „Der Erfolg dieser Branche ist jedoch von der Verfügbarkeit effizienter Akkumulatoren abhängig, um diese Elektromotoren anzutreiben.“ Es besteht auch großes Potential für länger haltende wiederaufladbare Batterien für andere Anwendungen, die von Laptops und Kameras bis hin zu Elektrowerkzeugen reichen. Sogar Speicheranlagen für erneuerbare Energie machen von Akkumulatoren Gebrauch. Die Mitglieder des LISSEN-Projekts treten daher auf einen Markt, der voller Möglichkeiten steckt: Der weltweite Markt für wiederaufladbare Batterien belief sich 2008 auf 8 Milliarden EUR und soll bis Ende 2015 auf über 28 Milliarden ansteigen. „Es wird von einem stetigen Wachstum von 10 bis 20 % pro Jahr ausgegangen, das in erster Linie von Lithium-Ionen-Akkumulatoren getragen wird“, fügt Carelli hinzu. „Der globale Markt für diese Li-Ionen-Akkus soll für kleinere Kraftfahrzeuge von 1,2 Milliarden EUR im Jahr 2012 bis zum Jahr 2020 auf fast 22 Milliarden EUR anwachsen.“ Die Mitglieder des LISSEN-Projekts, das Ende August 2015 abgeschlossen wurde, behandelten alle Aspekte der Akkumulatorherstellung, darunter auch die Erforschung neuer Materialien und die Erprobung großangelegter Prototypen. Mithilfe geometrischer 3D-Modelle wurden die Materialeigenschaften abgebildet. Dies zeigte, dass umweltbezogene Probleme, die durch die Auflösung von Schwefelkathoden entstehen, durch die Anwendung modifizierter organischer Lösungen und stabiler ionischer Flüssigkeiten als Elektrolyte abgemildert werden könnten. Gleichzeitig werden die Batterien ohne Lithium-Metall sicherer in der Handhabung. Der im LISSEN-Projekt neu entwickelte Akkumulator besteht aus einer Anode aus einem Silizium-Kohlenstoff-Verbundwerkstoff und einer Kathode aus einem nanostrukturierten Lithiumsulfid-Kohlenstoff-Verbundwerkstoff. „In diesem Projekt wollten wir alle vorhandenen Akkubauteile mit Materialien neu konstruieren, die bessere Eigenschaften hinsichtlich Energie, Leistung, Zuverlässigkeit und Sicherheit bieten“, erklärt Carelli. Derzeit werden Prototypen in den Akkumulator-Prüfzentren und bei den industriellen Partnern des LISSEN-Konsortiums entwickelt, um Skalierbarkeitsprobleme und Fertigungsaspekte zu untersuchen. Weitere Informationen erhalten Sie unter: LISSEN-Projektwebsite(öffnet in neuem Fenster)
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