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Hitachi

Social Innovation

Akkutechnologie – eher positiv als negativ

Der vor 200 Jahren entwickelte Akku zeigt positive Anzeichen einer Verbesserung.

Akkus haben in letzter Zeit viel negative Presse erhalten.

Ihre Mängel wurden für die kurze Reichweite des Elektrofahrzeugs (EV), den langsamen Einsatz erneuerbarer Energien und das tägliche Ritual des Einsteckens eines Smartphones verantwortlich gemacht.

Einfach gesagt, obwohl die Technologie besser geworden ist, sind Akkus es nicht. Glücklicherweise bringen neue Innovationen in der Akkutechnologie Fortschritte.

Bidirektionales Laden

Obwohl es jetzt mehr als eine Million Elektroautos in Europa gibt, schreitet die Technologie nur langsam voran. Plug-in-Fahrzeuge machen in Europa nur 2 % aller Neuwagen- und Lieferwagenregistrierungen aus. Das Laden des Akkus bleibt ein zentrales Thema - es gibt nicht ausreichend Ladeanschlüsse und ein Anstieg der Stromnachfrage könnte das Stromnetz aus dem Gleichgewicht bringen. 

Um dieses Problem anzugehen, haben Hitachi, Mitsubishi Motors und ENGIE eine „bidirektionale elektrische Autoladevorrichtung“ entwickelt. Im Gegensatz zu einem herkömmlichen Ladegerät kann die bidirektionale Technologie den Strom aus den Fahrzeugen ziehen als auch einspeisen.

Warum ist das wichtig? Ein bidirektionales Ladegerät löst das Problem der Verfügbarkeit und des Ausgleichs. Ein Versuch in Zaandam, Niederlande, bewies, dass ein Auto an ENGIEs Büroenergieversorgung angeschlossen werden kann. Wenn das Gebäude mehr Sonnenstrom erzeugte, als benötigt wurde, wurde die überschüssige Energie in den Akku des Elektroautos gespeichert und später gegebenenfalls wieder entladen. Dieses Hin und Her von Elektrizität bedeutet, dass der Akku als Energiespeicherquelle für das Gebäude fungieren kann, um die Spitzenkosten zu senken und der Fahrer verlässt das Büro mit einem vollständig aufgeladenen Auto. Im Notfall könnte das Auto auch als Reserveenergiequelle dienen.


Reduzierung des Gewichts

EV-Akku erfordern einen feinen Balanceakt. Wenn der Akku zu klein ist, hat das Auto keine ausreichende Reichweite. Größere Akkus bieten mehr Leistung, aber beeinträchtigen Gewicht und Fahrzeugleistung. Es ist ein Problem, mit dem sich die Autoindustrie seit Jahren auseinandersetzt.

Im Folgenden stellen wir eine Akkutechnologie namens Aluminium-Luft vor, bei der die Kathode mit Sauerstoff gefüllt wird, im Gegensatz zu den viel schwereren, flüssigkeitsgefüllten Lithium-Ionen-Akkus. In Tests fuhr ein Fahrzeug, das mit einem Aluminium-Luft-Akku betrieben wurde, 1.100 Meilen mit einer einzigen Ladung. Zum Vergleich: Die besten Serienfahrzeuge haben eine Reichweite von 390 Meilen.

Alles auf Anfang

Anstatt das vorhandene Akkudesign zu verbessern, entschied sich Prieto Battery, ein Start-Up für Akkutechnologie, mit einem Kupferschaumsubstrat komplett von vorne zu beginnen. Durch die Überarbeitung des gesamten Designs hat das Unternehmen den Akku weniger entflammbar gemacht, er hält länger, ist schneller aufgeladen und kostet weniger als herkömmliche Alternativen. Entscheidend ist, dass das Design des Akkus in kleinere Geräte passt. Das Unternehmen fängt mit tragbarer Technologie an, äußert jedoch, dass die Technologie für Telefone hochskaliert werden kann.

Die Technologie schreitet schnell voran und die Akkutechnologie muss Schritt halten. Die einstelligen Verbesserungen des letzten Jahrzehnts müssen durch bahnbrechende Technologien ersetzt werden.