Elektromobilität: 800 Kilometer Reichweite aufladen in 10 Minuten dank neuer Technologie

Die Reichweite sowie die Zeit, die zum Laden benötigt wird, sind weiterhin die beiden größten Argumente, die Menschen davon abhalten, statt zu einem Verbrenner zu einem Elektroauto zu greifen. Der in Marokko geborene Ingenieur Dr. Rachid Yazami, der schon einmal die Lithium-Ionen-Batterie revolutionierte, arbeitet an einer Technologie, mit der die Batterie eines Elektroautos in 10 Minuten aufgeladen werden könnte.

Lange Ladezeiten sind weiterhin eines der Top-Argumente, das Konsumenten von Elektroautos abhält.

Yazemi revolutionierte Lithium-Ionen-Akkus

Die erste bahnbrechende Erfindung von Rachid Yazami liegt bereits eine Weile zurück. Mitte der 1970er-Jahre wussten Forscher, dass Graphit verwendet werden könnte, um geschmolzenes oder puderförmiges Lithium in ein Material zur Energiespeicherung verwandelt werden konnte. Allerdings mangelte an der praktischen Umsetzung. Dies änderte sich, als Yazami und sein Koautor 1983 die Graphit-Anode erfanden. Diese Technologie spielte eine wichtige Rolle dabei, Lithium-Ionen-Batterien in der Massenherstellung günstig und zuverlässig zu machen. Von den 10 Milliarden Batterien, die 2019 weltweit produziert wurden, enthielten 98 Prozent Yazamis Anode.

Neue Ladetechnologie soll Ladezeit kürzen

Inzwischen lebt Yazami in Singapur und verfolgt mit seinem Unternehmen KVI einen weiteren technologischen Durchbruch: Schnellladende Batterien für Elektroautos. Und das durchaus mit Erfolg. „ We developed new tech which is the fastest charging tech for batteries in the world. Recently, we completed high-density battery charging in ten minutes. If you compare that to Tesla at 70 minutes, we are seven times faster.„, so Yazami über seine Arbeit.

Yazamis Schnelllade-Technologie basiert auf einer neuen Herangehensweise, wenn es darum geht, Strom in die Batterie zu bekommen. Traditionelle Akkus werden geladen, indem einkonstanter Stromfluss angelegt wird. Yazami setzt dagegen auf eine Methode namens „nonlineare Voltammetrie“, bei der die Spannung statt des Elektrizitätszuflusses kontrolliert wird.

Der Ingenieur vergleicht die elektrische Spannung mit einer Leiter. Auf einer Sprosse bleibe die Spannung konstant, bis bestimmte Parameter erfüllt werden. Dann könne die nächste Stufe erklommen werden. Am Ende der Leiter warte die komplette Ladung. Laut Yazemi werden den Akkus durch diese Methode Pausen während des Ladevorgangs gegeben, wodurch sich ihr Ladeverhalten verändere. Man müsse die Batterien glücklich machen, so Yazemi.

Seine Methode soll natürlich das Laden von Batterien für Konsumenten komfortabler machen, verlängert aber angeblich auch die Lebensdauer der Akkus. „The technology that enables fast charging also extends the life of the battery by avoiding stress. Instead of keeping your battery for five years, you can keep it for ten years, because the way we are charging the battery does not put it under high temperature or high current stress„, so Yazemi. Sein Traum ist es, einen Akku in 10 Minuten für eine Reichweite von 800 Kilometer aufladen zu können.

Sicherheit und Energiedichte stehen auch auf der Agenda

Zwei weitere Themen, die Yazemi angehen will, sind Energiedichte und Sicherheit. Als erstmals eine Lithium-Ionen-Batterie auf den Markt brachte, war die Energiedichte bei etwa 90 Wattstunden pro Kilogramm. Inzwischen sind es etwa 270. Yazemis Ziel ist es, den Wert auf 300 zu bringen.

Das größte Sicherheitsproblem bei Lithium-Ionen-Akkus ist ihr Verhalten bei Beschädigungen oder unter hohem Stress. Nicht selten kommt es zu Feuern oder kleinen Explosionen. Yazemis Ansatz für dieses Thema setzt auf Warnungen: „We need a technology that is proactive many weeks or even one month in advance. A weak battery with a risk, you’ll know it as the end user. You can then choose to service the battery pack, or replace it, or not use it at all. That will increase the safety by three or four times.“ Derartige Ansätze setzen also unter anderem auch auf die Eigenverantwortung der Fahrer – ähnlich wie etwa Sicherheitsgurte.

Yazemi geht davon aus, dass die Elektromobilität sich innerhalb der nächsten 20 bis 30 Jahre auch über Autos und Scooter hinaus entwickeln wird, etwa in Richtung elektrisch betriebener Flugzeuge. Außerdem erwartet er, dass der Anteil Europas an der Batteriefertigung von derzeit 3 Prozent auf bis zu 20 Prozent steigen wird.

via The Register