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7.02.2017
erschienen in GIESSEREI Heft 2|2017

Kommt bald die Superbatterie für Elektroautomobile?

Nach Stationen in Zürich, Kanada und Schottland erforscht der ERC-Starting Grant-Träger Stefan Freunberger an der TU Graz neue Energiespeichersysteme (Foto: Lunghammer - TU Graz).

> ELEKTROMOBILITÄT: Forscher haben einen flüssigen Ladungsspeicher entwickelt, der die Energiedichte einer Batterie und die Leistung eines Superkondensators ausweist. Dieser Energiehybrid könnte bald die Elektromobilität revolutionieren. Moderne Akkumulatoren können mittlerweile zwar hohe Energiemengen speichern, doch die lassen sich nur langsam und beständig abrufen. Superkondensatoren hingegen geben diese Energie viel leistungsstärker ab und erzielen dabei kurzzeitige Spitzenleistungen.

Allerdings können sie nur geringe Energiemengen speichern. Forscher der Universitäten Montpellier, Bordeaux und der Technischen Universität Graz wollten nun beide Eigenschaften in nur einem Energiespeicher kombinieren und haben ein flüssiges Ladungsspeichermaterial entwickelt. Dieses weist eine ähnlich hohe Energiedichte wie Batterien auf, erzielt aber so hohe Leistungen wie ein Superkondensator. Damit ist es laut den Wissenschaftlern der drei Universitäten im Besonderen für Elektroautomobile geeignet.

In der aktuellen Ausgabe des Fachjournals „Nature Materials“ stellen die beiden Wissenschaftler Olivier Fontaine (Montpellier) und Stefan Freunberger (Graz) ihren Ansatz vor und beschreiben in der vom Europäischen Forschungsrat (ERC) unterstützten Arbeit erstmals ein flüssiges Ladungsspeichermaterial. So erklärt Freunberger vom Institut für Chemische Technologie von Materialien der TU Graz: „Der Grund, warum Batterien Energie so langsam abgeben und lange Ladezeiten haben, sind die festen Ladungsspeicher, in denen sich die Ionen schwer bewegen können. In Superkondensatoren bewegen sich die Ionen hingegen in Flüssigkeiten, sind also viel beweglicher als in Festkörpern.“

Die neuartige redoxaktive ionische Flüssigkeit, die die Forscher entwickelt haben, besteht aus einem organischen Salz, das bei einer Temperatur von knapp 30 °C, also leicht über Raumtemperatur, flüssig ist. Diese Flüssigkeit kann ähnlich wie ein Festkörperspeicher viele Ionen einspeichern, erlaubt den Ionen aber viel bessere Beweglichkeit. Die Forscher halten das Prinzip des Energiehybrids bestens für den Einsatz in Elektroautos geeignet. Bislang finden sich in Elektrofahrzeugen oft verschiedene Batterietypen oder Batteriesysteme gemeinsam mit Superkondensatoren. „Ein einziges System mit den Vorteilen beider Energiespeicher könnte Platz und Ressourcen sparen“, sagt Freunberger.

Autor: Andreas Bürkert