News Forschung: Neuer Aluminium-Ionen-Akku lädt in einer Minute

[Nanatzaya]

Ich denke mal, wie bereits gesagt, dass diese Akkus eher an anderer Stelle Anwendung finden.
Bei Autos oder anderen schweren Maschinen kann man gerne mit etwas mehr Leistung beim Laden anfangen. ;-)

 

[BernardSheyan]

Die haben dann aber auch eine höhere Kapazität. Wie dick soll das Ladekabel denn dann sein? 40mm²?

 

[Forum-Fraggle]

An alle Skeptiker. Überlegt mal wie es MH Akkus war. Es dauert eine Weile bis aus Forschung Serienreife wird.
Ich finde es gut, daß CB auch früh darüber berichtet, denn genau das baut Druck auf die Sachen auch zu liefern, wenn sie serienreif sind.

Ich behaupte ja auch schon seit langem das Krebs behandeln mehr Geld bringt als ihn zu heilen, aber das ist ein anderes Thema. Begrüßen tue ich solche Entwicklungen, ich warte ähnlich wie die Kollegen mal auf Resultate nach den vielen Sensationsmeldungen.

Ja, und das zeigt, daß Du keine Ahnung hast. Denn
1.) Wird es Krebs zumindest noch eine ganze Weile geben selbst wenn er heilbar wäre, weil es eine Alterskrankheit ist.
2.) Viele unabhängige Forscher daran arbeiten und derjenige, der eine Heilung finden würde, unglaublich berühmt wäre und neben Einstein im Olymp sitzen dürfte, das ließe sich keiner entgehen.
3.) kombiniert mit 1+2 sich jede Menge Kohle scheffeln ließe, denn a) Patent und b) werden immer neue Patienten kommen.
Merke, Heilung ungleich Prophylaxe.

Edit:
Übrigens Lösung für immer weiteren Absatz ewiger Akkus:
Verbaue sie fest in das Gerät, denn das wird irgendwann ausgetauscht, denke an Mobiltelefone.

 

[Cool Master]

Ich finde es gut, daß CB auch früh darüber berichtet, denn genau das baut Druck auf die Sachen auch zu liefern, wenn sie serienreif sind.

Erst einmal muss man schauen ob es auch wirtschaftlich ist. Nur weil es Serienreif ist bedeutet es nicht, dass man es auch verkauft bekommt. Den Punkt vergessen viele aber die Forschung ist ja nicht kostenlos und man möchte nicht umbedingt 20 Jahre warten bis das Geld wieder rein geholt ist. Daher wird, sollte es mal eine neue Akku Technologie geben, diese nicht günstig sein.

 

[Nanatzaya]

Die haben dann aber auch eine höhere Kapazität. Wie dick soll das Ladekabel denn dann sein? 40mm²?

Dann dauert das Laden eben 5 Minuten und damit etwa so lange wie ein normaler Tankvorgang.
Und das ist immer noch 10x besser als heute. ;-)
Und 40 mm² ist auch nicht viel dicker als ein Tankschlauch. Flexibel muss es ja nicht zwingend sein.
Da gäbe es sicher praktikable Lösungen.

 

[|SoulReaver|]

In einer Minute aufladen Wahnsinn. Und wann bekommen wir Akkus die nicht nach einem Jahr in den Müll wandern, weil sie nicht mehr halten und schnell leer werden? Ein Smartphone oder ähnliches mit Solarzelle hinten drauf. Dann kann man wenigstens das teil auch mal umdrehen und es läd sich auf. das wäre mal was.

 

[Nanatzaya]

Wenn sich bei Photovoltaik nichts signifikantes am Wirkungsgrad tut, bleibt es unpraktikabel.
Die Energiebilanz ist durch Produktion und Verschrottung alles andere als gut.

 

[Matzegr]

Kathode führt dem System Elektronen zu, ist also negativ geladen. Dementsprechend ist die Anode positiv geladen. Bitte korrigiert das.

...

Sry, aber ich habe Physik unterrichtet, und kann es nicht leiden, wenn Medien Quatsch in der Öffentlichkeit schreiben.

Richtig, in der Physik ist die positive Elektrode die Anode und die negative Elektrode die Kathode.

Allerdings geht es hier nicht um Physik sondern um Elektrochemie. Da wird es etwas anders definiert (Anode = Elektrode an der die Oxidation stattfindet und Kathode = Elektrode an der die Reduktion stattfindet).

Das entladen von einem Akku ist eine freiwillig ablaufende Redoxreaktion, somit ist im dem Fall die Kathode die positiv polarisierte Elektrode. Beim Aufladen des Akkus läuft eine Elektrolyse ab und somit ist im dem Fall die Kathode die negativ polarisierte Elektrode. In der Elektrochemie kann die Kathode definitionsgemäß also sowohl positiv als auch negativ geladen sein.

Der experimentelle Aluminium-Ionen-Akku besteht aus einer positiv geladenen Anode aus Aluminium und einer negativ geladenen Kathode aus dreidimensionalem Graphit-Schaum

müßte also (wie auch in der Quelle) richtigerweise heißen:

Der experimentelle Aluminium-Ionen-Akku besteht aus einer negativ geladenen Anode aus Aluminium und einer positiv geladenen Kathode aus dreidimensionalem Graphit-Schaum

 

[BernardSheyan]

Dann dauert das Laden eben 5 Minuten und damit etwa so lange wie ein normaler Tankvorgang.
Und das ist immer noch 10x besser als heute. ;-)
Und 40 mm² ist auch nicht viel dicker als ein Tankschlauch. Flexibel muss es ja nicht zwingend sein.
Da gäbe es sicher praktikable Lösungen.

Du brauchst aber zwei, einen für Plus und einen für Minus. Und die Dinger sind echt schwer, also Nichts fürs kleine Frauchen. Und die internen Stromleitungen im Auto müssen mindestens genauso dick dimensioniert sein. Wünsche ich schon mal viel Spaß damit. Verflixte Physik aber auch.....

 

[Nanatzaya]

Das Zauberwort ist "nicht flexibel".
Ein starrer Arm, der dreidimensional beweglich gelagert ist, kann auch 100 mm² dick sein und es ist bedienbar.

Die Leitungen im Auto können auch relativ dick werden.
Dann werden sie halt bei der Herstellung schon so in Form gegossen, dass es in die Karosserie passt.

Außerdem kann es sein, dass keine Kabel im heutigen Sinne mehr nötig sind, wenn diese Akkus serienreif sind.
Das Problem des Aufladens kriegt man leichter in den Griff als den Akku selbst.

 

[drago-museweni]

Und 40 mm² ist auch nicht viel dicker als ein Tankschlauch. Flexibel muss es ja nicht zwingend sein.
Da gäbe es sicher praktikable Lösungen.

Das ist nichtmal annähernd so dick wie ein Tankschlauch, da musste schon minderstens 3x90mm² da haste ungefähr die Dicke des Tankschlauchs, und die Kabel sind noch mehr als Flexibel und leicht für einen Ladevorgang zu verwenden.

 

[Mr.Seymour Buds]

Mußt du anders sehen: was kam denn in den letzten 20 Jahren Neues in der Praxis? LiIonen und LiPolymer gabs da schon, seitdem sehe ich nichts, von dem Normalos etwas gehabt hätten. Ankündigungen gab es dagegen zuhauf.

Nene, die gabs noch nicht vor 20 Jahren. Vor ca. 15 Jahren wollte ich schon Lithium Akkus für ein Siemens Handy. Gabs natürlich noch nicht in der Massenproduktion. Soviel dazu.

Ergänzung (8. April 2015)

Die vielen und schnellen Ladezyklen brauchen einen Anwendungsfall, wo dies gefordert ist. Also primär erst einmal nicht eure Handyakkus, eher sowas wie Puffer für Windräder.

Schon richtig. Aber Akkus als Ladungsspeicher im Stromnetz zu verwenden, ist keine gute Idee. Viel zu teuer und schadet der Umwelt. Der Strom muss halt dann verbraucht werden, wenn der Wind weht. So muss es laufen. Zb mit H2 Generatoren zu Sturm- und Orkanzeiten. Oder man baucht im hohen Norden wieder Gießereien und Schmelzen aller Art (Kupfer, Alu, Elektrostahl!), das sind auch Stromfresser.

 

[Nanatzaya]

Ja, da hab ich mich verschätzt.
Aber ist ja auch Wurst.

Aber mit welchem Kabel so ein Ding mit sehr hoher Kapazität geladen wird, ist ja eigentlich sekundär.
Es wäre auf jeden Fall nutzerfreundlich umsetzbar.

 

[Mr.Seymour Buds]

Problematisch ist bei der Brennstoffzelle nur die Betankung.
Was Wasserstoff anrichten kann, wissen gerade die Deutschen nur zu gut.

Es ist da doch wesentlich einfacher ein Kabel ins Auto zu stöpseln, als täglich mit tiefgekühltem Feuer zu spielen.

Was soll denn das heissen? Wissen die Deutschen gut ^^ Außer im Luftschiffbau gabs nie Probleme mit Wasserstoff. Davon abgesehen sind die heutigen Drucktanks für h2 im Auto völlig unproblematisch. Das größte Problem ist im Moment die Diffusion von h2 durch die Außenwände der Tanks. Wer möchte schon, dass sein Auto schleichend, aber merklich, den Tank leert?

Ergänzung (8. April 2015)

Lasst also doch erst mal eure Euphorie stecken, bis ihr alles wisst. Eine Minute laden hört sich supertoll an, aber das muss durch andere Zugeständnisse erkauft werden

Jo, das mit der Ladestromstärke stimmt, es ist ein großes Problem. Deswegen sucht man nun mal auch nach Akkus mit hoher Energiedichte. Die dann über Nacht am Schukostecker geladen werden können (oder Wallbox). Das erschlägt viele Probleme, zB Nachtstromnutzung, "lange" Beladungsdauer (=Nachts egal), Akkuhaltbarkeit, usw.

Ergänzung (8. April 2015)

Erst einmal muss man schauen ob es auch wirtschaftlich ist. Nur weil es Serienreif ist bedeutet es nicht, dass man es auch verkauft bekommt. Den Punkt vergessen viele aber die Forschung ist ja nicht kostenlos und man möchte nicht umbedingt 20 Jahre warten bis das Geld wieder rein geholt ist. Daher wird, sollte es mal eine neue Akku Technologie geben, diese nicht günstig sein.

Vergiss nicht, dass die Forschung hoch subventioniert wird. Unzählige staatliche Forschungseinrichtungen "kooperieren" mit der Industrie. Im Endeffekt heisst das, der Staat zahlt 80% der Kosten für die Forschung und die Industrie darf sie dann (mit ihrem 20% Kapitaleinsatz) vermarkten.

 

[bensel32]

Problematisch ist bei der Brennstoffzelle nur die Betankung.
Was Wasserstoff anrichten kann, wissen gerade die Deutschen nur zu gut.

Es ist da doch wesentlich einfacher ein Kabel ins Auto zu stöpseln, als täglich mit tiefgekühltem Feuer zu spielen.

das funktioniert nicht anders wie mit gas. problematisch ist da heute nichts mehr. im september kommt der Toyota Mira nach Deutschland. das einzige was da problematisch ist, ist der hohe preis(ab ca. 79.000€), die infrastruktur und der aktuell hohe energieverbrauch bei der herstellung des wasserstoffs.

 

[BernardSheyan]

Jo, das mit der Ladestromstärke stimmt, es ist ein großes Problem. Deswegen sucht man nun mal auch nach Akkus mit hoher Energiedichte. Die dann über Nacht am Schukostecker geladen werden können (oder Wallbox). Das erschlägt viele Probleme, zB Nachtstromnutzung, "lange" Beladungsdauer (=Nachts egal), Akkuhaltbarkeit, usw.

Das ist leider etwas was viele, allen voran Nanatzaya, nicht sehen.

2400mAh sind 2,4Ah. Wenn ich das in drei Stunden geladen haben möchte brauche ich etwas weniger als 1 Ampere Ladestrom. In Einer Stunde müsste ich mit ungefähr drei Ampere laden, immer noch kein Problem mit Kabeln und Stromkreissicherungen. So, jetzt will ich das Gleiche in 1 Minute durchziehen, also in 1/60 der Zeit. Demzufolge muss ich nun die 60fache Leistung erbringen, was auf locker-flockige 180Ampere rausläuft. Selbst wenn das nun etwas übertrieben ist, kommen wir nicht unter 100Ampere. Im Normalfall ist ein Haus oder eine Wohnung mit 40 - 50 Ampere, je nach Steigleitung, abgesichert, ein Elektroherd, der größte Verbraucher, mit 3 x 20Ampere.

Nun rechnet mal wie das Ladekabel zum Handy aussehen müsste, um den Akku in einer Minute zu laden und ob euer Hausanschluss überhaupt dafür ausreicht.

Schon mal einen Schraubenschlüssel glühen und schmelzen gesehen, der die Pole einer Autobatterie gebrückt hat? Nun, genau das ist aber der Strom, mit dem geladen werden müsste um das Ding in einer Minute voll zu haben.

@Bensel: Der Brennstoffzelle gehört meiner Meinung sowieso die Zukunft, schon weil hier kein hochgiftiger Sondermüll abfällt in Form von funktionsuntüchtigen Akkus, die im Auto verbaut waren und auch irgendwann entsorgt werden möchten

 

[DragonScience]

Es gibt doch schon so Ultra akkus... schimpft sich Lithium Titanat..
Super schnelle Ladezeiten, Keine Giftstoffe, Hoher Abnahmestrom und einen ladezyklus von über 15000 (DOD 100%) Das problem ist dort auch wieder das se im standart nur 2,4V hat... also eine geringere Leistung Speichert als Lithium Ionen Aber die Dinger kannste auch kaufen... und mit nem richtigen Umgang brauchst du im Leben nie wieder Akkus wechseln...
Gibts alles schon... ist hald nur einerseits der Preis.... und andererseits gibts keine Laderegler für die akkus... Balancer brauchste auch um das gleichgewicht der Zellen zu bewahren... mit 2,4 V währe es super einfach 12V oder 24V systeme zu betreiben....

Das währe schon der Mega akku.... leider nicht mainstream fähig...(warscheindlich mit Absicht hald..)

 

[dgschrei]

Demzufolge muss ich nun die 60fache Leistung erbringen, was auf locker-flockige 180Ampere rausläuft. Selbst wenn das nun etwas übertrieben ist, kommen wir nicht unter 100Ampere. Im Normalfall ist ein Haus oder eine Wohnung mit 40 - 50 Ampere, je nach Steigleitung, abgesichert, ein Elektroherd, der größte Verbraucher, mit 3 x 20Ampere.

Auch wenn du grundsätzlich Recht hast, einen 2,4 Ah Akku mit 180 Ampere zu laden würde nicht gehen, weil die Zelle sich allein durch den Eigenwiderstand bis zur Selbstzerstörung erhitzen würde, hinkt deine Argumentation hier.
Man bräuchte 180 Ampere ja. Aber nicht bei 240V sondern bei der Ladespannung der Batterie, auf die natürlich erst mal transformiert werden muss. Nehmen wir zum einfacheren Rechnen 120 Ampere Ladestrom. Das ergibt bei 3V ladespannung für die Zelle (die muss ja höher liegen als das was am Ende aus der Zelle wieder rauskommt.) eine Leistungsaufnahme von 360 Watt. Um die bereitzustellen müsste das Netzteil nur popelige 1,5 Ampere aus der Steckdose ziehen. Klar, mit einem Steckernetzteil geht hier nichts mehr, aber das geht sehr wohl noch im Hausnetz. Bei den gigantischen Autobatterien sieht das dann schon anders aus. Da kannst du dir n eigenes Umspannwerk neben das Haus stellen um so einen 80KW Akku von einem Tesla Model S geladen zu bekommen.

 

[BernardSheyan]

@dgschrei:

Schön, das einer aufpasst. Aber die Rede war doch von einem Akku, der in einer Minute geladen ist, und das sind dann ungefähr 100A bei einer Ladespannung von 5Volt. Der Akku darf also diese Hitzeprobleme nicht haben. Ein konventioneller Lithium-Polymer Akku würde kurz aufkochen um dann seine Einzelteile explosionsartig um sich zu schmeißen. Und eine höhere Ladespannung solltest du dem armen 3,3V-Akku nicht zumuten.

Ach ja, den Tesla lädst du auch nicht in einer Minute, nicht einer Stunde und auch nicht in vier Stunden. Der Tesla besitzt einen 11kW-Lader, der aber nur im 380V-Drehstromnetz funktioniert und in einer Stunde das Equivalent zu einer Rechweite von 55km lädt (optimistisch gerechnet. Licht, Klima etc. muss dabei aber aus bleiben)

Spezielle Ladestationen werden mit einer Leistung von 135kW ausgebaut, und nun lass dir die 135kW mal auf der Zunge zergehen, denn die sind Spannungsunabhängig.

Quelle:http://de.wikipedia.org/wiki/Tesla_Model_S#Akkutechnik_und_Aufladung

 

[Mr.Seymour Buds]

dgschrei,

nette Beispielrechnung. Freue mich schon auf den Tag, an dem jedem Smartphone dann noch ein 600 EUR Schaltnetzteil in Formfaktor ATX "beiliegt", das die 120 A auf der 3,3 V Schiene packt ;=)

Ach ja und 80 KW ist keine gültige Angabe für einen Akku. Auch nicht bei Tesla. Für das Model S bekommt man im Moment einen 60 kWh und einen 80 kWh Akku.

http://de.wikipedia.org/wiki/Tesla_Model_S#Akkutechnik_und_Aufladung

Irgendwie ist die Technik heute schon verdammt weit. Ich bin kein Experte für Akkuladetechnik, kenne mich in der E-Technik nur bei Elektromotoren und Antriebssystemen wirklich gut aus. Ich zitiere mal aus dem Wikipedia Artikel:

Die Akkumulatoren können an den von Tesla betriebenen 90-kW-„Supercharger“-Stromtankstellen in 20 Minuten zur Hälfte, in 40 Minuten zu 80 % und in 75 Minuten vollständig geladen werden. Die Ladeleistung der Stromtankstellen wird derzeit auf 135 kW gesteigert, was die Ladezeiten weiter verkürzt.[43] Nach eigenen Angaben arbeitet Tesla an einem Ladesystem mit einer Ladezeit von 5 bis 10 Minuten.[44] Beim Laden am „Supercharger“ wird mit einem fest an der Ladesäule installierten Kabel unter Umgehung des internen Ladegeräts die Traktionsbatterie direkt mit Gleichstrom geladen.[45] Das Aufladen an den Tesla Superchargern ist für das Model S mit aktivierter Supercharger-Option kostenlos.[45] Da sich die Akkumulatoren unter dem Boden des Fahrzeugs befinden, können sie auch in einem einfachen Verfahren in 90 Sekunden ausgetauscht werden.[46]

Für seine 85-kWh-Akkus im Tesla Model S gibt Tesla 8 Jahre Garantie mit unbegrenzter Laufleistung, die die Funktionsfähigkeit des Akkus umfasst,[47] jedoch nicht den Kapazitätsverlust über die Zeit und durch den Gebrauch.[48] Bezüglich Haltbarkeit siehe auch Haltbarkeit bei Traktionsbatterien.

Also Heute geht schon 40 Minuten 80 % Ladung. Das ist sau gut. Und mit den 135 kW Ladeleistung kommen die sicher unter 30 Minuten für 80%.