Denken Sie einen Moment darüber nach: Wie wäre es, wenn wir nicht stundenlang warten müssten, um ein Elektroauto aufzuladen? Forscher der Cornell University bringen uns dieser Möglichkeit näher, indem sie eine neue Schnellbatterie entwickeln, die in nur fünf Minuten aufgeladen wird. Diese Entdeckung würde nicht nur das Problem der langen Ladezeiten lösen, sondern könnte auch dazu führen, dass Elektroautos verbreiteter und für jedermann zugänglich werden.
Die Ära des Schnellladens
Die Energiewende hin zu Elektrofahrzeugen steht vor mehreren Herausforderungen: darunter die Ladezeit der Batterie. Die derzeit schnellsten Ladestationen benötigen für eine vollständige Aufladung etwa 30 Minuten: Dies ist bereits ein Fortschritt im Vergleich zu den 8 Stunden, die ein Heimladegerät benötigt, aber noch lange nicht optimal.
Lynden Archer, Professor und Dekan von Cornell Engineering, leitet das Team, das diese revolutionäre schnelle Lithiumbatterie entwickelt hat. Ihre Forschung beschränkte sich nicht auf die bloße Ladegeschwindigkeit, sondern erkundete neue Horizonte auf dem Gebiet der elektrochemischen Reaktionen und der Bewegung von Ionen in Batterien.
Ein neuer Ansatz
Um ein schnelleres Laden zu erreichen, haben sich Wissenschaftler darauf konzentriert Damköhler-Nummer, ein Konzept, das die Geschwindigkeit chemischer Reaktionen im Verhältnis zur Transportgeschwindigkeit von Materialien bewertet. Durch die Entdeckung, dass Indium, ein weiches Metall, eine niedrige Damköhler-Zahl und daher schnelle Transportraten aufweist, fand das Team den Schlüssel zum ultraschnellen Laden.
Indium, ein Material, das häufig zum Verbinden elektronischer Komponenten bei niedrigen Temperaturen verwendet wird und auch in Beschichtungen für Solarpaneele und Touchscreens vorkommt, hat sich für Batterien als sehr nützlich erwiesen. Dies liegt daran, dass weniger Energie benötigt wird, um die Bewegung von Ionen (sehr kleine geladene Teilchen, die sich während des Ladens und Entladens im Inneren der Batterie bewegen) zu ermöglichen, und dass dadurch der Stromaustausch (der Stromfluss) effizient erleichtert wird. Diese Funktionen tragen dazu bei, den Akku schneller aufzuladen und seine Lebensdauer zu verlängern.
Schnelle Batterie: Auswirkungen und Zukunftsaussichten
Diese Entwicklung könnte für die Elektroautoindustrie von entscheidender Bedeutung sein. „Wenn man die Batterie eines Elektrofahrzeugs in fünf Minuten aufladen kann, braucht man für eine Reichweite von 500 Kilometern keine große Batterie“, sagt Archer. Durch die Verkleinerung der Batterie könnten auch die Kosten von Elektroautos erheblich gesenkt werden, was zu einer breiteren Verbreitung führen würde.
Die Innovation von Cornell stellt einen bedeutenden Schritt vorwärts auf unserem Weg in eine nachhaltigere Zukunft dar. Mit diesen neuen Batterien könnte die Verbreitung von Elektrofahrzeugen exponentiell zunehmen und uns einer Welt näher bringen, in der der Transport keine Bedrohung mehr für unsere Umwelt darstellt. Sicherlich eine mutige Vision, aber jetzt näher an der Realität.
Die Forschung wurde in der Zeitung veröffentlicht joule diesen Monat.
