Im Laufe der Jahre hat die NASA viele nützliche und interessante Technologien entwickelt: Flachbildmonitore, Memory-Schaum-Matratzen, neue Isolations- und Stromversorgungssysteme, kompakte und leistungsstarke Kameras, die heute ihren Weg in unsere Smartphones und andere finden. Das jüngste Spin-off der NASA dürfte jedoch das bedeutendste sein. Durch die Neugestaltung eines der innovativsten Experimente der NASA, MOXIE, gelang es den NASA-Ingenieuren, eine außergewöhnliche Batterie zu entwickeln: Kohlenstoff-Sauerstoff.
Aber gehen wir einen Schritt zurück
Für diejenigen, die sich nicht erholt haben der Beitrag von Futuroprossimo, der darüber spricht, MOXIE ist ein NASA-Experiment, das Teil der Perseverance-Mission zum Mars ist. Ziel ist es, die kohlendioxidreiche Atmosphäre des Mars in atembare Luft umzuwandeln: Im Jahr 2021 erreichte MOXIE den Meilenstein und etablierte sich als erstes Gerät, das die lebenswichtige Sauerstoffversorgung für eine Basis auf dem Mars herstellte.
Ein entscheidender Fortschritt bei der Schaffung einer Technologie, die das menschliche Leben auf fernen Planeten erhalten kann. Und hier kommen wir zum Punkt: Die Ingenieure, die an MOXIE gearbeitet haben, haben erkannt, dass die Brennstoffzelle sowohl als Generator als auch als Energiespeicher genutzt werden kann. Ergebnis? Eine mit Kohlenstoff und Sauerstoff betriebene Batterie war geboren.
Kohlenstoff-Sauerstoff: im Weltraum und auf der Erde
Sein Potenzial bereits 2018 spürend, Chris Gräber, einer der leitenden Ingenieure des MOXIE-Projekts, verließ die NASA, um zu gründen Mittags Energie mit dem Ziel, Kohlenstoff-Sauerstoff-Batterien für den Massenmarkt zu entwickeln.
Zusammenfassend lässt sich sagen, dass Noon eine Technologie entwickelt hat, deren Funktionsfähigkeit dank Experimenten mit dem NASA-Gerät gesichert ist. Intuition und Fachwissen verschafften Noon einen entscheidenden Vorteil gegenüber anderen Startups.
Wie funktioniert die Kohlenstoff-Sauerstoff-Batterie?
Jede Batterie besteht aus zwei Druckgastanks, Druckreglern, Kompressoren und einer Festoxid-Elektrolysezelle. Zum Laden wird eine Spannung an die Brennstoffzelle angelegt, die das Kohlendioxid in Kohlenmonoxid und Sauerstoff spaltet. Diese Mischung wird im zweiten Tank gelagert. Um die Batterie zu entladen, strömt das Gasgemisch in die Zelle und verbindet sich dort zu Kohlendioxid und Strom.
Am wichtigsten ist, dass Noon diese Batterien bereits hergestellt und verbessert hat: Im vergangenen Monat wurden 28 Millionen US-Dollar an Finanzmitteln gesammelt, um das Gerät bis 2025 auf den Markt zu bringen.
Ja, aber ist es gut?
Sie tun es: Diese Batterie verwendet keine Schwermetalle und speichert Energie in Erdgasen, mit einer sehr geringen Umweltbelastung. Es ist überraschend energiedicht und unglaublich wirtschaftlich. Brauchen sie sonst noch etwas?
Vielleicht ein paar Referenzdaten
Um Ihnen eine Vorstellung zu geben: Die Panasonic 21700-Zelle, die Tesla für sein Model 3 LR verwendet, kostet rund 137 Euro (151 US-Dollar) pro kWh und hat eine Energiedichte von 247 Wh/L. Die Kohlenstoff-Sauerstoff-Batterie von Noon kostet 13 Euro (70 $) pro kWh und hat eine Energiedichte von 15,10 Wh/L. In zwei Worten: es ist 90% billiger und mit der dreifachen Energiedichte.
Zur Umweltbelastung: Wenn wir die Batterie eines Tesla Model 3 LR durch die Kohlenstoff-Sauerstoff-Batterie von Noon ersetzen würden, würde sich ihre Kapazität von 82 kWh auf 247 kWh erhöhen, was die Autonomie verdreifacht.
Die Kosten für die Batterie? Es würde von etwa 12.382 $ auf 3.729,70 $ fallen. Ein Auto, das fast 9000 Euro weniger kostet und eine Reichweite von über 1500 Kilometern hat.
Es ist nicht möglich: Da ist etwas darunter.
Nun ja. Um ehrlich zu sein, gibt es mehr als einen Aspekt zu berücksichtigen.
zuerst: Kohlenstoff-Sauerstoff-Batterien haben eine begrenzte Autonomie von etwa 100 Stunden (4 Tagen) und beginnen sich dann von selbst zu entladen. Es lässt sich lösen, oder?
An zweiter Stelle: Um schnellere Ladezeiten zu erreichen, muss man die Größe erhöhen, aber das untergräbt die Wirtschaftlichkeit und möglicherweise auch den Formfaktor von Autos: Stellen Sie sich Autos mit einem „Buckel“ für die Batterie vor?
Es ist klar, dass wir mehr als die erwarteten zwei Jahre warten müssen, bis wir eine Kohlenstoff-Sauerstoff-Batterie in Elektrofahrzeugen sehen. Wir werden sie vielleicht nie sehen, aber die Sache ist: Sie sind für etwas anderes bestimmt.
Kohlenstoff-Sauerstoff: der Beginn eines neuen Energienetzwerks
Die Spitzenproduktion von Wind- und Solarenergie fällt nicht mit der Spitzennachfrage nach Energie zusammen: Deshalb sieht die erneuerbare Zukunft unseres Planeten den Einsatz großer Batterien zur Energiespeicherung vor.
Heute können Energiequellen wie Atomkraft, die immer noch Teil des Spiels sind, verwendet werden, um Netzbatterien wieder aufzufüllen, wenn sie leer sind. In einer (wünschenswerten) Zukunft nur mit erneuerbaren Energien werden Batterien benötigt, und das können keine Lithium-Ionen-Batterien sein, weil sie unerschwinglich teuer wären.
Die Kohlenstoffsauerstoffe, ja: Sie können zu Protagonisten werden. Sie können ein Energienetz ermöglichen, das mit äußerst emissionsarmer, vollständig erneuerbarer Energie betrieben wird.
Abschließend
Offenbar ist die Botschaft, auf die wir aus dem All gewartet haben, eingetroffen: Von MOXIE kommt eine erstaunliche Lösung, die bald das Herzstück unserer Energienetze sein könnte.
Eine doppelt erstaunliche Technologie: Helfen Sie mit, diesen Planeten zu retten und andere zu erforschen. Sagen Sie das jedem, der sich immer noch fragt, wozu Weltraummissionen gut sind.
