2-in-1-Batterie für Elektromobilität 22.08.2018, 06:25 Uhr

Flüssige Wasserstoff-Akkus in Glasgow entwickelt

Wenige Sekunden könnte in Zukunft die Ladung der Fahrzeugbatterie von Elektroautos dauern. Diesen Schluss lässt zumindest der aktuelle Stand der Forschung an einem Speicher zu, der sowohl Strom als auch Wasserstoff verarbeiten kann. Ein schottisches Forscherteam stellte die flüssige Batterie nun vor.

Wasserstofftanke mit Warnhinweisen

Wasserstoff kann man schon seit Jahren tanken. Viele halten es aber immer noch für extrem unsicher.

Foto: panthermedia.net/MonaMakela

Die ganze Nacht hängt das Auto in der eigenen Garage am Strom und dennoch kommt man mit einer Akkuladung nicht ganz durch den Tag. Diese Einschränkung der bisherigen Elektrofahrzeuge könnte in Zukunft wegfallen und dem Elektroantrieb den Weg zum Massenmarkt ebnen. Immerhin war eine der größten Sorgen der Halter von Benzin- und Dieselfahrzeugen beim Umstieg auf Elektromobilität bisher der schleppende Ausbau von Versorgungsstationen. Stromladestationen gab es nur in größeren Städten und an ausgewählten Tankstellen. Und dann hieß es, einen geeigneten Zeitpunkt zu finden, um das Auto zum Betanken zu parken.

Das Versprechen des Superchargers von Tesla, mit rund 30 Minuten Ladezeit bis zu 270 Kilometer weit zu fahren, war bisher das Maximum an Ladegeschwindigkeit. Fahrer, die in den letzten Jahren nach und nach auf Elektromobilität umstiegen, waren daher stets mit dem Planen der exakten Route entlang von Ladestationen beschäftigt. Wer sich die langen Ladezeiten – in einem Test der WELT beliefen sie sich unter realen Bedingungen auf bis zu 90 Minuten für 400 Kilometer – nicht leisten konnte, setzte auf Hybridtechnik. Ein teurer Spaß, selbst für den Firmenwagen. In der Preisspanne von 12.800 Euro bis 32.400 Euro bewegten sich Anfang des Jahres die Kosten für einen Toyota mit Hybridantrieb.

Flüssiger Superakku für Wasserstoff und Strom

Wissenschaftler der Universität Glasgow nahmen sich des Problems an und verkündeten in der aktuellen Ausgabe der „Nature Chemistry“ einen Durchbruch, der mit all diesen Problemen aufräumen könnte. Ihr kürzlich vorgestellter Akku lädt sich nicht nur innerhalb von Sekunden auf, er funktioniert auch grundlegend anders als bisherige Speicher. Das Team um den Chemieprofessor Leroy Cronin, unterstützt durch Mark Symes und Jia Jia Chen, entwickelte im Laufe der Forschungsarbeit ein fließendes Speichersystem, das von Nanomolekülen betrieben wird. Sie speichern die Energie und geben sie nach Bedarf ab. Doch dieser Durchbruch ist nicht die einzige Neuerung. Zusätzlich zur Speicherung von elektrischem Strom können die Moleküle auch Wasserstoff aufnehmen und als Energie abgeben.

Möglich wird dies durch die starke Komprimierung der Nanomoleküle in der Flüssigkeit. Die Forscher beobachteten in ihrer Arbeit, dass die Moleküle in flüssigem Zustand nahezu das zehnfache Speichervolumen aufwiesen wie in fester Form. Grund genug, das Zirkulierungssystem zu konstruieren, das die neue Batterie verbaubar macht.

Sicherheitsbedenken rund um Wasserstoff

Die Idee, Wasserstoff zu tanken, ist freilich so neu nicht. Busse des öffentlichen Nahverkehrs, die Hamburger Hochbahn und private Fahrzeuge aller Art werden schon lange mit dem fragilen Kraftstoff angetrieben. Während Verbraucher noch immer eine gewisse Berührungsangst mit Wasserstoff als hoch entzündlichem Gas zeigen, sehen Chemiker den Treibstoff als sicherer als der jahrzehntelang genutzte Benzintank an. Wasserstoff ist extrem flüchtig und brennt daher in Sekunden nieder, sollte er tatsächlich in Brand geraten. Allerdings waren bisher verbaute Wasserstofftanks fünfmal dichter als die vergleichbarer Benziner. Die klischeehafte Zigarette an der Tankstelle löst bei einem Wasserstofftank daher weniger wahrscheinlich einen Brand aus als sie es bei einer Flüssigkeit wie Benzin tun würde.

Der flüssige Speicher, den das Team der Universität Glasgow möglicherweise schon bald gewinnbringend an Technikgiganten verkaufen könnte, würde die Ausgangslage jedoch verschieben. Wird Wasserstoff in einer Flüssigkeit gebunden, verliert er unter Umständen die Möglichkeit zur Verpuffung. Eine Explosion wie von Laien befürchtet, dürfte dann nahezu ausgeschlossen sein. Dafür sorgen bisher schon die hohen Sicherheitsanforderungen an Hybridfahrzeuge.

Flüssigspeicher noch nicht marktreif

Die Idee eines Fahrzeuges, das sich an einer Zapfsäule schneller als mit Benzin mit Elektrizität und Wasserstoff betanken lässt und je nach Anforderung mit beidem in nur einer Batterie fahren kann, scheint verlockend. Doch die durch das europäische (ERC) und das britische Forschungsgremium EPSRC geförderte Forschung ist noch lange nicht für den Markt geeignet.

Cronin betonte gegenüber der Fachleserschaft, dass der Hauptgewinn der Entwicklung vor allem die neu entdeckte hohe Energiedichte der Nanomoleküle sei, während die praktischen Einsatzgebiete noch erforscht würden. Vorerst werden Verbraucher sich daher weiterhin zwischen langsam ladenden Elektrofahrzeugen und Hybridtechnik entscheiden müssen.

 

Eine superschnelle Batterie will auch das israelische Unternehmen StoreDot entwickelt haben. Mit der Flashbatterie sollen Elektroautos in 5 Minuten aufgeladen sein.

Fraunhofer-Forscher setzen lieber direkt an der Batterie an und überlegen, ob man die Akkus im Auto übereinander stapeln kann.

Für Ausregung sorgte auch die Glasbatterie. Wir haben nachgehakt, ob die Glasbatterie der Lithium-Ionen-Batterie den Rang ablaufen kann? Batterieexperte Egbert Figgemeier im Faktencheck.

Und schließlich die wohl einfachste, weil am schnellsten umsetzbare Lösung: Aldi Süd steigt in den Aufbau einer Ladeinfrastruktur für E-Autos ein.

 

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