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Mehr Reichweite, schneller geladen: Revolution fürs E-Auto: Neuer Wunder-Akku sieht aus wie eine Waffel

E-Autos gelten als die Zukunft, doch bislang ist nach 400 Kilometern Schluss. Ein neuer Akku soll dieses Problem lösen. Der Clou ist aber nicht die verbaute Technik, sondern die Struktur der Batterie.

Elektroautos könnten in einigen Jahren deutlich mehr Reichweite haben.

Elektroautos könnten in einigen Jahren deutlich mehr Reichweite haben.

Getty Images

Elektroautos gelten als die Zukunft der Mobilität. Doch momentan gelingt es den Herstellern nicht, eine nennenswerte Marktdurchdringung zu erreichen. Das liegt nicht nur an den hohen Anschaffungspreisen für die E-Autos, sondern auch an der geringen Reichweite. In der Regel sind selbst bei Spitzenmodellen nicht mehr als 400 Kilometer pro Ladung drin, bei niedrigen Temperaturen und hohem Fahrtempo ist der Akku noch viel schneller leer.

Das US-kanadische Start-up XNRGI aus Portland, Oregon, will nun die Lösung für dieses Problem gefunden haben. Das Unternehmen entwickelte eine Technologie namens Powerchip. Dabei handelt es sich im Grunde um eine neue Komposition: Die neue Batterie ist leichter, hat eine höhere Energiedichte und kann schneller geladen werden. "Wir glauben, dass wir alle Probleme der Lithium-Ionen-Batterie gleichzeitig lösen können", erklärt XNRGI-Chef Chris D’Couto selbstbewusst gegenüber dem US-Portal "Digital Trends".

Die Lösung ist eine Waffel

Bei dem patentierten Verfahren werden gewöhnliche Wafer – das sind in diesem Fall 12 Zoll (etwa 30 Zentimeter) große Scheiben, welche die Basis für integrierte Schaltungen bilden – mit bis zu 160 Millionen mikroskopisch kleinen Löchern versehen. Dabei entstehe eine "waffelartige Oberfläche", schreibt "Digital Trends“. Eine Seite wird mit einer nichtleitenden Beschichtung versehen, auf der anderen befindet sich eine Schicht mit einem leitenden Material.

Die waffelartige Struktur bietet mehrere Vorteile: "Jedes dieser kleinen Löcher ist im Grunde genommen eine winzige Batterie", so D’Couto. "Fällt eine aus, bleibt der Rest davon unberührt. Diese Architektur macht den Akku sicher und verhindert thermisches Durchgehen und Explosionen."

Der größe Vorteil: Alle verwendeten Materialien werden bereits in der Chip-Industrie verwendet. "Wir müssen auf Prozessseite nichts erfinden", erklärt D’Couto. Im Grunde übertrage man nur die Technologie aus der Halbleiter-Herstellung auf die Batterietechnik. Deshalb existiert bereits eine Infrastruktur, um solche Wafer günstig in großen Stückzahlen fertigen zu können.

Höhere Energiedichte

Die von XNRGI entwickelte Technologie soll in der Anode einer Batterie verwendet werden. Hier sammeln sich bei einer vollgeladenen Batterie die Elektronen. Beim Entladen wandern diese Elektronen durch den Schaltkreis Richtung Kathode. Wird der Akku aufgeladen, wird die Anode vereinfacht gesagt wieder "aufgefüllt". Bislang werden Anoden häufig aus Grafit gefertigt. Durch die löchrige, dreidimensionale Oberfläche biete die XNRGI-Anode eine bis zu 70-mal größere Oberfläche, wodurch eine höhere Energiedichte erzeugt wird.

Dem Unternehmen zufolge soll der selbstentwickelte Akku außerdem eine drei- bis fünfmal längere Lebensdauer aufweisen als ein herkömmlicher Lithium-Ionen-Akku. Weil die Oberfläche mit einer nichtleitenden Beschichtung überzogen wurde, kommt es zu weniger elektrochemischen Ablagerungen (sogenannte Dendrite) an der Anode. Diese können bei herkömmlichen Akkus sogar zu Kurzschlüssen führen.

Mehr Reichweite, schneller geladen

Was wird das konkret im Alltag bedeuten? XNRGI-Chef D’Couto soll der Akku im Vergleich zu herkömmlichen Lithium-Ionen-Batterien eine 280 Prozent größere Reichweite bei E-Autos ermöglichen. Ein 400-Kilometer-PKW könnte damit theoretisch mehr als 1000 Kilometer zurücklegen. Zugleich sinken durch die größere Oberfläche die Ladezeiten. Innerhalb von 15 Minuten sei der Akku zu 80 Prozent aufgeladen, heißt es. Ein netter Nebeneffekt: Die neue Batterie ist leichter als heutige Ladezellen – vor allem bei E-Autos, aber auch bei E-Bikes und Drohnen ist das Gewicht ein nicht zu vernachlässigender Faktor.

XNRGI betont, bereits mit einigen Unternehmen zusammenzuarbeiten. Je nach Produktsparte sei die Technik bereits in zwei bis fünf Jahren im Einsatz. In Drohnen, Robotern und Scootern werde man die Akkus 2020 sehen. In E-Autos muss man sich bis 2022 oder 2023 gedulden, und auch dann werde es zunächst nur vereinzelte Modelle geben. Im Massenmarkt werde die Technik erst 2024 bereitstehen, prognostiziert das Unternehmen. Das liege vor allem an den aufwendigen, lang andauernden Tests der Automobilindustrie, erklärt D’Couto.

Quelle: Digital Trends

cf