uni'wissen 01-2012

Schuld ist nicht der Elektromotor. Er gilt als aus- gereift. Kaum eine andere Maschine, der Verbrennungsmotor schon gar nicht, kann ihm in puncto Energieausbeute das Wasser reichen. Während ein Dieselmotor maximal 50 Prozent der ihm zugeführten Energie in die Beschleuni- gung des Autos umsetzt, ein Benzinmotor sogar noch weniger, erreicht der Elektromotor Ausbeu- ten von bis zu 99 Prozent. Außer am Gewicht gibt es für die Ingenieurinnen und Ingenieure an den Motoren kaum mehr etwas zu verbessern. Bisherige Akkus sind viel zu schwer Der Schwachpunkt ist der Energiespeicher. „Damit ein Auto 500 Kilometer fahren kann, ohne zwischendurch aufzuladen, müsste ein Akku in heutiger Bauweise 800 oder 900 Kilogramm wiegen“, sagt Krossing. „Viel zu schwer.“ Das entspricht etwa einer Energie von 0,5 Mega- joule je Kilogramm Akku. Zum Vergleich: Ein Kilogramm Benzin enthält etwa 43 Megajoule Energie. Die Batterien müssen also noch kräftig an Speicherkapazität zulegen, um den Ansprü- chen der Autofahrerinnen und Autofahrer zu genügen. Die geringe Kapazität ist nicht das einzige Problem der Akkus. Die Materialien, aus denen sie gebaut werden, müssen extremen Bedin gungen standhalten. Schließlich soll einem Elektro- auto auch im tiefsten Winter oder an heißen Sommertagen nicht der Saft ausgehen. Beson- ders empfindlich ist die Elektrolytflüssigkeit. Fallen die Temperaturen unter minus 20 Grad Celsius, können sich im Elektrolyt kleine Kristalle bilden, sodass der Akku in der Kälte keine Leis- tung mehr bringt. Erhitzt sich der Elektrolyt hin- gegen zu stark, zersetzen sich die Salze in der Lösungsflüssigkeit, und es kommt zu weiteren unumkehrbaren chemischen Prozessen. In die- sem Fall ist der Akku ruiniert. Deshalb gilt es, dieses Verhalten zu verhindern. Der Preis ist das Problem Genau hier kommt die Arbeit von Krossing ins Spiel. „Das ist kein akademisches, sondern ein technisches Problem“, sagt er. „Es gibt Elektrolyte, die den extremen Temperaturen standhalten. Wir haben zum Beispiel eine Batterie gebaut und sie eine Woche bei 80 Grad Celsius im Ofen gelas- sen. Als wir sie wieder rausgenommen haben, hat sie einwandfrei funktioniert.“ Das Problem ist nicht die Machbarkeit, sondern der Preis. „Unsere Batteriesalze kosten 500 Euro je Kilogramm. Das ist für Forschungszwecke in Ordnung.“ Die Kosten der Elektrolytsalze, die bisher in serien- mäßigen Lithium-Ionen-Akkus zum Beispiel in Taschenlampen, Mobiltelefonen oder Notebooks Verwendung finden, liegen bei etwa 30 Euro je Kilogramm. „Da müssen wir hin.“ Die Elektrolyte spielen auch eine wichtige Rolle bei den nötigen Gewichtseinsparungen. Bessere Elektrolyte halten nämlich höheren Spannungen stand, ohne dass es zur Selbstent- ladung des Akkus kommt. So kann in derselben ‚‚Damit ein Auto 500 Kilometer fahren kann, ohne zwischendurch aufzuladen, müsste ein Akku in heutiger Bauweise 800 oder 900 Kilogramm wiegen“ Die Kleinen sind schon ausgereift: Lithium-Ionen-Akkus werden beispielsweise in Mobiltelefonen serienmäßig verwendet. Foto: WoGi/Fotolia 33

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