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3.000 Meilen mit einem Elektroauto?

Diese Technologie könnte genügend Energie liefern

11.02.2019

Eine neue Art von Elektrofahrzeugantrieb mit der "nachfüllbaren" Technologie hat einen weiteren großen Sprung bei der Weiterentwicklung alternativer Energien gemacht, mit Tests, die zeigen, dass sie genügend Energie liefern könnten, um ein Auto für etwa 3.000 Meilen zu betreiben.

Die Technologie verwendet eine neuartige "Flow"-Batterie, die erfolgreich in Golfwagen getestet wird. Sie wurde erstmals 2017 präsentiert.

"Der Sprung, den diese Technologie in den letzten zwei Jahren gemacht hat, ist ein Beweis für ihren Wert bei der Änderung der Art und Weise, wie wir unsere Fahrzeuge antreiben", sagte John Cushman, Purdue University angesehener Professor für Erd-, Atmosphären- und Planetenwissenschaften und Professor für Mathematik. "Es ist ein Wendepunkt für die nächste Generation von Elektroautos, denn es erfordert keinen sehr kostspieligen Umbau des Stromnetzes in den gesamten USA.  Stattdessen könnte man Tankstellen umrüsten, um frischen Elektrolyten zu pumpen und verbrauchten Elektrolyten zu entsorgen und Ölwechselanlagen in Anodenwechselstationen umwandeln. Es ist einfacher und sicherer zu bedienen und umweltfreundlicher als bestehende Batteriesysteme."

Die Technologie verwendet eine patentierte Technologie, die sicher und erschwinglich für das Aufladen von Elektro- und Hybridfahrzeugbatterien ist, indem sie die Flüssigkeit in den Batterien etwa alle 300 Meilen durch einen Prozess ersetzt, der dem Betanken eines Autos an einer Tankstelle ähnelt. Alle 3.000 Meilen wird das Anodenmaterial ausgetauscht, was weniger Zeit in Anspruch nimmt, als für einen Ölwechsel benötigt wird, und die Kosten sind in etwa gleich hoch wie bei geschätzten Kosten von etwa 65 US-Dollar.

Cushman und Eric Nauman, Professor für Maschinenbau, Biomedizintechnik und medizinische Grundlagenwissenschaften, gründeten die IFBattery Inc. mit, um die Technologie zu kommerzialisieren.

"Die Batterie leistet zwei Dinge: Sie produziert Strom und sie produziert Wasserstoff. Das ist wichtig, weil die meisten wasserstoffbetriebenen Autos mit einem Tank von 5.000 oder 10.000 Pfund pro Quadratzoll betrieben werden, was gefährlich sein kann", sagt Michael Dziekan, Oberingenieur bei IFBattery. "Dieses System erzeugt Wasserstoff nach Bedarf, so dass Sie Wasserstoff sicher bei Drücken von 20 oder 30 PSI statt 10.000 speichern können."

Die Flow-Batterie-Technologie wurde zunächst in Rollern und dann in größeren Geländefahrzeugen getestet. Der nächste Schritt werden Industrieausrüstungen und dann Autos sein, so Cushman.

"In der Vergangenheit waren Flow-Batterien aufgrund der geringen Energiedichte nicht wettbewerbsfähig", sagte Cushman. "Zum Beispiel haben herkömmliche Durchflussbatterien eine Energiedichte von etwa 20 Wattstunden pro Kilogramm. Ein Lithium-Ionen-Akku läuft mit 250 Wattstunden pro Kilogramm. Unsere Durchflussbatterie hat das Potenzial, zwischen dem Dreifachen und Fünffachen der Menge zu laufen."

"Herkömmliche Elektroautos wie Tesla haben Lithium-Ionen-Batterien, die normalerweise über Nacht eingesteckt werden. Unsere Durchflussbatterie verwendet eine wasserbasierte Einzelflüssigkeit, die das Auto wie einen Gasmotor betreiben kann, außer, dass sie nichts verbrennt - sie ist wie ein Hybrid aus einer Batterie und einem Gas", sagte Nauman.

Ohne Verwendung einer Membran oder eines Separators oxidiert die Einfluid-Technologie die Anode zur Erzeugung von Elektronen und erzeugt durch eine Reduktion an der Kathode den Strom der Energie für den Antrieb von Fahrzeugen.   Das Oxidationsmittel ist ein Makromolekül, das im Elektrolyten lebt, aber nur an der Kathode reduziert wird.

"Wir sind jetzt an dem Punkt, an dem wir viel Energie erzeugen können.  Mehr Energie, als man je vermuten würde, könnte aus einer solchen Batterie kommen", sagte Cushman.

Die verbrauchten Batterieflüssigkeiten oder Elektrolyte können gesammelt und zum Aufladen in einen Solarpark, eine Windturbinenanlage oder ein Wasserkraftwerk gebracht werden.

"Es ist der volle Energiekreislauf mit sehr wenig Verschwendung", sagte Cushman.  "Die Komponenten von IFBattery sind sicher genug, um in einem Einfamilienhaus gelagert zu werden, stabil genug, um die wichtigsten Produktions- und Vertriebsanforderungen zu erfüllen und kostengünstig."

IFBattery lizenzierte einen Teil der Technologie über die Purdue Research Foundation Office of Technology Commercialization und hat eigene Patente entwickelt.

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