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In Zukunft kann man vielleicht schon nach einer kurzen Kaffeepause an der Tankstelle wieder über 300 Kilometer weit fahren.
Eine Schwäche vieler Elektroautos im Vergleich zu mit fossilen Brennstoffen betriebenen Fahrzeugen ist ihre Reichweite. Und selbst die Wägen, die bereits ähnliche Distanzen mit einer Ladung zurücklegen können, plagen sich mit dem Problem langer Ladezeiten. Selbst wer sein Auto an einer Ladestation an einer Tankstelle auflädt, muss im Optimalfall 20 Minuten oder länger warten, um wieder 100 Kilometer weit fahren zu können.
Eine Erfindung von Forschern der Pennsylvania State University macht nun Hoffnung. Sie haben einen Lithium-Ionen-Akku entwickelt, der bereits nach zehn Minuten am Ladekabel eine Reichweite von rund 320 Kilometern ermöglichen soll, berichtet Real Clear Science.
Nur wenig Kapazitätsverlust
Sie haben dafür eine Methode namens "Asymmetric Temperature Modulation" umgesetzt. Diese sieht vor, dass der Akku während des Aufladens auf etwa 60 Grad Celsius erwärmt und auf diesem Temperaturlevel gehalten wird, während die Entladung unter niedrigeren Temperaturen stattfindet. Auf diese Weise ist es ihnen möglich, große Lithiumzellen, wie man sie in E-Autos findet in kürzester Zeit auf etwa 80 Prozent ihrer Kapazität aufzuladen.
Um das Möglich zu machen, musste man die Aufwärmzeit möglichst verkürzen. Dies bewerkstelligte man mit einer günstigen, selbsterhitzenden Nickelfolie, die man an den Akkus anbrachte. Normalerweise sorgen hohe Temperaturen für Schäden an den Akkus, die die Kapazität schnell sinken lassen. Weil die Wärmezufuhr hier aber immer nur über einen kurzen Zeitraum erfolgte, fiel dieser Effekt kaum ins Gewicht. Nach 2.500 Ladezyklen – dem Äquivalent von rund 800.000 gefahrenen Kilometern – operierten die adaptierten Akkus immer noch mit 91,7 Prozent ihrer ursprünglichen Kapazität.
Letzte Hürden
Zwei Hürden wären allerdings noch zu nehmen. Erstens muss man eine Möglichkeit finden, die schnelle und konstante Erwärmung auch unter wechselhaften Außenbedingungen zu erreichen. Und bestehende Ladeinfrastruktur müsste aufgerüstet werden, um derlei schnellladefähige Akkus flott laden zu können. Beides erscheint technisch allerdings durchaus machbar.
Erst im Vorjahr hat Xiao-Guang Yang, der die Entwicklung des Asymmetric-Temperature-Modulation-Verfahrens leitet, eine Arbeit über die Schnellaufladung von Akkus unter verschiedenen Temperaturbedingungen veröffentlicht. (red, 31.10.2019)