Akku LENOVO G550 notebooksakku.com

Auch auf der Anwenderseite gibt es noch ungeklärte Fragen. Das Lieblings-Szenario der Elektromobilitäts-Skeptiker ist die Urlaubssaison: Wenn beispielsweise in Nordrhein-Westfalen die Ferien beginnen, bilden sich im Urlaubsverkehr schnell Rückstaus vor den Zapfsäulen an den Autobahnraststätten in Richtung Süden. Dabei sind heutige Autos aber in fünf Minuten abgefertigt. Die Supercharger von Tesla brauchen für eine 80- Prozent-Ladung 45 Minuten, und selbst die stärkste Ladetechnik (etwa von Porsche angekündigt: 800 Volt, bis zu 350 kW) wird ein Elektroauto mindestens 15 Minuten aufhalten. Wenn alle Autos im Urlaubsstau nach längstens 500 Kilometern so lange geladen werden müssten, bräche der Verkehr auf den Autobahnen wohl zusammen.

Gleichzeitig wächst jedes Jahr der Anteil der erneuerbaren Energien am europäischen Strommix. Immer häufiger führt die Wetterlage dazu, dass die erzeugte Wind- und Sonnen-Energie vom Stromnetz nicht mehr aufgenommen werden können. An anderen Tagen fallen diese Stromquellen dagegen komplett aus. Autos könnten diese Problemstellung als Puffer abfangen, aber dafür wären noch mehr und größere Akkus notwendig. Ist das Ziel, die Welt bis 2050 auf CO₂-neutrale, also elektrische Energieversorgung umzustellen, also zum Scheitern verurteilt? Ist die derzeitige Versorgung der individuellen Mobilität mit fossiler Energie am Ende alternativlos? Drei Unternehmen geben die Antwort: Nein.

Audi macht's vor: Erdgas für Verbrennungsmotoren Audi ist zurzeit in erster Linie im Zusammenhang mit dem Dieselskandal in den Schlagzeilen. Die VW-Tocher arbeitet im Hintergrund aber an einer Technik, die einen gewichtigen Beitrag zur CO₂-Reduktion leisten könnte: Windkraftanlagen und Photovoltaik sind hier die Energiequellen, aus der die g-tronModelle der Marke gespeist werden. Audi g-tron steht für ganz normale Verbrennungsmotoren, die statt mit Benzin mit Erdgas betrieben werden. Dass das prinzipiell möglich ist, ist keine neue Erkenntnis: Die elektrische Energie fließt dazu zunächst in eine Hydrolyse-Anlage, die Wasser in Wasserstoff und Sauerstoff aufspaltet. Der Wasserstoff könnte bereits direkt abgezapft und in den Tank eines Brennstoffzellen-Autos gefüllt werden. Audis Anlage zeigt, dass diese Art der Stromvergasung in industriellem Maßstab möglich ist.

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Audi hat mit den h-trons zwar fahrfertige Prototypen mit Brennstoffzelle, die Hersteller Honda, Hyundai und Toyota haben sogar Testflotten mit Tausenden Brennstoffzellenfahrzeugen in Betrieb. Ein Massenthema wird die Brennstoffzelle aber auf absehbare Zeit nicht: Die Herstellungskosten für diese Technik sind zu hoch, ein Durchbruch ist nicht in Sicht. Deshalb gibt es eine weitere Stufe in der Audi-Anlage: Der Wasserstoff wird hier mit Kohlendioxid zu Methan reformiert. Der Reformierungsprozess kostet Energie, aber dafür gibt es für Methan eine einfach zu nutzende Infrastruktur: Das Erdgasnetz. Am Erdgasnetz hängen in Deutschland auch die CNGZapfsäulen (Compressed Natural Gas, nicht zu verwechseln mit dem Flüssiggas LPG), und an diesen Zapfsäulen tanken Fahrer der Audi g-tron-Modelle ihre Gastanks auf.

Audi garantiert, dass der Gasverbrauch der g-tron-Flotte aus der im Auftrag des Unternehmens in Werlte (Emsland) betriebenen Stromvergasungsanlage gedeckt wird. Faktisch fahren diese Audis also CO₂-neutral. Über die tatsächlichen Kosten des E-Gases gibt Audi keine Auskunft, der Preis dürfte aber beim Mehrfachen von konventionellem Erdgas liegen. Die Energiebilanz des Audi-Verfahrens ist auf den ersten Blick verheerend: Die Wasserstoff-Herstellung per Hydrolyse erreicht einen Wirkungsgrad von ca. 75 Prozent, gut fünf Prozent gehen bei der Reformierung zu Methan verloren. Die Verbrennung im Motor läuft mit dem gleichen Wirkungsgrad ab wie in einem modernen Benziner: Im Mittel liegt dieser bei rund 30 Prozent. Von der elektrischen Energie bleiben also weniger als 20 Prozent für den Vortrieb im Auto übrig. Im Vergleich zum Elektroantrieb mit Lithium-Akku (60 bis 70 Prozent) verliert das g-tron-Modell also deutlich, zudem braucht auch der Gasmotor eine aufwendige Abgasreinigung. Bei Überproduktion von Strom ist der Wirkungsgrad aber nebensächlich, weil dieser tatsächlich umsonst ist. Das Vergasungsmodell lässt sich zudem für Wasserstoff-Antriebe mit Brennstoffzelle adaptieren, und hier ist der Wirkungsgrad mindestens doppelt so hoch.

IFBattery: Flusszellentechnik für's E-Auto Einen komplett anderen Ansatz verfolgt das US-Unternehmen IFBattery: Gestartet als Ausgründung aus der Purdue University in Indiana hat sich das Team um John Cushman zum Ziel gesetzt, die Flusszellentechnik für Autos nutzbar zu machen.

Flusszellen werden in der Industrie bereits als Energie-Zwischenspeicher verwendet. Der Kern der Flusszelle ist eine halbdurchlässige Membran, auf jeder Seite der Membran befindet sich eine Elektrolyt-Lösung, deren Ionen als Ladungsträger durch die Membran diffundieren können, wodurch eine nutzbare elektrische Spannung entsteht. Der elektrische Prozess lässt sich umkehren, das heißt, durch das Anlegen einer Spannung bewegen sich die Ionen in der Gegenrichtung durch die Membran, die Elektrolyt-Lösungen werden aufgeladen.

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Prinzipiell ist der elektrochemische Prozess dem eines klassischen Akkus sehr ähnlich. Interessant wird die Flusszelle dadurch, dass Elektroden und Membran nicht mit dem Elektrolyt reagieren. Die Kapazität der Flusszelle hängt also nicht von den Zell-Komponenten ab, sondern ausschließlich vom ElektrolytNachschub, und der wird aus externen Flüssigkeitstanks gespeist. Bei industriellen Anwendungen sind das Behälter, die ganze Gebäude ausfüllen können. Für mobile Anwendungen ist die erzielbare Energiedichte aber viel zu gering: Pro Liter werden maximal 80 Wattstunden Energie gespeichert, für die Akkukapazität eines aktuellen e-Golf (35 kWh) wären also allein 440 Liter Flüssigkeit nötig, eine Flusszelle mit Golf-Leistung wäre zudem sehr groß. Die Elektrolyte auf Zink-Brom-Basis sind dabei giftig und greifen die Membranen aus organischen Stoffen an, was die erreichbare Lebensdauer beschränkt. Trotzdem gibt es seit Jahren Versuche, die Technik für Autoantriebe zu adaptieren. Das Fraunhofer ICT präsentierte zum Beispiel schon 2009 einen Versuchsträger in Spielzeugauto-Größe, der mit einer Flusszelle angetrieben wurde.

Das Frauenhofer Institut zeigte schon 2009, wie (Modell-)Fahrzeuge von Flusszellen angetrieben werden können. CHIP Rohstoffe statt giftiger Elektrolyte Die Forscher aus der Purdue University haben nach eigenen Angaben gleich mehrere Durchbrüche geschafft: Statt giftiger Verbindungen sollen „einfache“ Rohstoffe für die Elektrolyte eingesetzt werden, statt der Zellmembran wird ein poröses Medium verwendet, das bei dem elektrischen Prozess nicht angegriffen wird. Und schließlich wollen sie die Energiedichte deutlich erhöht haben, ohne dazu freilich eine genaue Zahl zu nennen. Bei der Anwendung im Auto könnten die entladenen Elektrolyte abgepumpt und durch geladene Elektrolyte ersetzt werden.