Leichte Batterien für Autos haben Zukunft
Die Fahrzeugindustrie widmet der Verbesserung vorhandener bestehende Technologien zur Fertigung robusterer und energieeffizienterer Autos einige Anstrengungen. Man hat die Reduzierung des Gesamtgewichts von Autos als einen verbesserungswürdigen Aspekt ermittelt, um Brems- und Reifenverschleiß minimieren sowie Treibstoffverbrauch und Kohlendioxidemissionen senken zu können. Nicht nur an Karosserie, Motor und Getriebe, sondern auch bei den gängigen Blei-Säure-Batterien kann Gewicht eingespart werden. So ging das Projekt MEMLAB(öffnet in neuem Fenster) (Melt spun and sintered metal fibre networks for lead-acid battery advancement) an den Start, um einen Teil des Bleis durch leichte Materialien zu ersetzen. Endziel war, eine Verringerung des Gesamtgewichts der Blei-Säure-Batterien um mehr als 50 % zu erreichen und damit deren Leistungs-/Gewichtsverhältnis deutlich zu erhöhen. Blei-Säure-Batterien wäre dann eine realisierbare Wahlmöglichkeit für Hybrid-Elektrofahrzeuge, bei denen man derzeit auf teure Lithium-Ionen- und Nickel-Metallhydrid-Batterien angewiesen ist. Zu diesem Zweck entwickelte das MEMLAB-Team Leichtelektroden unter Einsatz der dem neuesten Stand der Technik entsprechenden Faserherstellungstechnologie. Leichtes Titan sowie Aluminiumfasern wurden aus recyceltem Schrott hergestellt. Als nächstes wurden die Fasern gesintert, um Elektrodenplatten mit einer großen Oberfläche zu formen. Eine breite Vielfalt von Beschichtungstechnologien einschließlich der galvanischen Beschichtung und Sol-Gel-Abscheidung wurden untersucht, um über den Titanfasern eine leitfähige Schicht zu bilden, die den Stromfluss gewährleistet und die Elektrode schützt. Die Forscher folgten letztlich einem Ansatz mit mehreren Schichten, da Titan nicht direkt mit Blei beschichtet werden kann. Das Leistungsverhalten der neuen Elektroden und deren Eignung für eine Anwendung in Blei-Säure-Batterien wurden bewertet. Die vielversprechenden Resultate wiesen den kleinen, am MEMLAB-Konsortium beteiligten Unternehmen den Weg zur Kommerzialisierung der neuen Batterieelektroden für den Einsatz in bereits existierenden sowie neuen Hybridfahrzeugen. Jährlich werden in Europa um die 75 Millionen Blei-Säure-Batterien hergestellt. Mit dem Austausch der standardgemäßen Blei-Säure-Batterien durch die neuen leichten Batterien wird man dazu beitragen, die Menge an eingesetztem Blei zu reduzieren sowie den Kraftstoffverbrauch und Schadstoffemissionen durch Straßenfahrzeuge zu verringern.
Schlüsselbegriffe
Blei-Säure-Batterien, MEMLAB, leichte Materialien, Titan, Galvanik, galvanische Beschichtung, Galvanotechnik
