Elektroauto Graphen-Panels als Superkondensatoren

Bisher ist die Batterie in vielerlei Hinsicht ein limitierender Faktor in Elektrofahrzeugen. Größte Nachteile sind die langen Ladezeiten und das hohe Gewicht. Forscher der amerikanischen Hochschulen Queensland University of Technology (QUT) und der Rice University haben für diese Probleme Lösungen entwickelt, die eigenen Angaben zu Folge bereits in fünf Jahren serienreif sein könnten. Basis sind neuartige Superkondensatoren aus Kohlenstoff. Zwei jeweils nur ein Atom dicke Lagen Kohlenstoff, auch Graphen genannt, sind dabei durch eine Elektrolytschicht in der Mitte getrennt.

Dieser dünne Film ist einerseits leicht, kann andererseits aber seine gespeicherte Energie viel schneller abgeben als eine herkömmliche Batterie. "Fahrzeuge brauchen einen zusätzlichen Energieschub für die Beschleunigung", sagt Marco Notarianni von der QUT. "Und genau hier setzen die Superkondensatoren an. Zwar können sie nur eine begrenzte Menge Energie speichern. Diese können sie aber sehr schnell abgeben. Damit ergänzen sie herkömmliche Batterien perfekt." Die Eigenschaften der Superkondensatoren ermöglichen demnach eine schnellere Beschleunigung des Autos und gleichzeitig Ladezeiten von nur wenigen Minuten im Vergleich zu einigen Stunden bei einer Standard-Batterie. Gleichsam könne man die Kondensator-Panels kreativ im Fahrzeug verbauen, beispielsweise in den Türen, im Dach oder der Motorhaube. Würden genug Kondensatoren verbaut, könnten diese herkömmliche Batterien ersetzen und damit einiges an Gewicht einsparen.

Bis zu 500 Kilometer Reichweite

Noch können die Bauteile jedoch noch nicht so viel Energie speichern wie Standard-Batterien. "In Zukunft hoffen wir, Superkondensatoren zu entwickeln, die mehr Energie als Lithium-Ionen-Batterien speichern können und diese gleichzeitig bis zu zehn mal schneller wieder abgeben können", sagt Jinzhang Liu, ebenfalls von der QUT. "So könnte ein Elektroauto seine Energie komplett aus den Superkondensatoren in der Karosserie beziehen. Mit nur einer Ladung sollte ein Auto so bis zu 500 Kilometer weit kommen, also mehr als doppelt so weit wie ein heutiges Elektroauto." 

Dazu komme, dass Graphen-Kondensatoren deutlich ökologischer seien als Lithium-Ionen-Batterien. Kohlenstoff könne deutlich einfacher gewonnen werden also das Lithium für herkömmliche Akkus. In Zukunft könne die Herstellung von Graphen-Kondensatoren auch wirtschaftlich interessant werden, wenn die Technologie eine breitere Masse erreicht. "Der Preis für Lithium-Ionen-Batterien kann nicht wirklich sinken, da der Lithium-Preis selbst hoch bleibt", sagt Nunzio Motta, QUT. "Die Graphen-Technologie basiert nicht auf Metallen oder anderen giftigen Materialien. Damit ist sie auch bei der Entsorgung umweltfreundlich."