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Forscher arbeiten mit Ultraschall

Neue Akku-Technik soll Ladezeiten unter 10 Minuten ermöglichen

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Amerikanische Wissenschaftler wollen die Ladezeit von Akkus auf ein Minimum verkürzen und zugleich deren Leistungsfähigkeit massiv nach oben schrauben. Ermöglichen soll dies die Verwendung von winzigen Ultraschallgeräten, die sich zudem aus ohnehin schon bei der Smartphone-Fertigung verwendeten und dementsprechend wohl auch preislich vertretbaren Bauteilen konstruieren lassen.

Bild

Das Bauteil im Größenvergleich (Bild: UC San Diego)

Eine entsprechende Veröffentlichung der University of California in San Diego findet ihr hier, beim MDR gibt’s eine deutsche Zusammenfassung des Textes. Die von den Wissenschaftlern publizierten Forschungsergebnisse können durchaus beeindrucken. So konnte nicht nur die Anzahl der möglichen Ladezyklen von Lithium-Metall- und Lithium-Ionen-Akkus deutlich erhöht, sondern insbesondere auch die Ladezeit drastisch verkürzt werden. Mithilfe der kleinen Ultraschallkomponente hätte man Batterien in lediglich zehn Minuten von 0 auf 100 Prozent laden können. Die Technik sie somit die Grundlage für die Herstellung von extrem schnell ladenden Hochleistungsbatterien.

Mit weiterführenden Details halten sich die Forscher allerdings noch zurück. So steht auch offen, in welchem Zeitraum und Umfang sich die Technik überhaupt marktreif machen lässt. In einem nächsten Schritt wollen sie ihre Technologie nun jedenfalls in gewöhnliche Lithium-Ionen-Akkus integrieren.

Danke Ingo

Mittwoch, 26. Feb 2020, 12:59 Uhr — chris
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  • Liest man auch seit gefühlt über 5 Jahren. Wäre natürlich schön wenn es zeitnah kommt, aber wenn man sieht wie lange Graphenakkus jetzt schon brauchen, schwindet da die Hoffnung drastisch – mal wieder.

    • Graphenakkus kannst du ja schon auf Amazon bestellen. Allerdings sind diese noch verhältnismäßig teuer

      • Ja die gibt es tatsächlich schon. Habe ich letzte Woche das erste mal gesehen. Wobei man aufpassen miss nicht alle verwenden tatsächlich Graphen sondern manche nur Grafit.

      • Ja geben tut sie es, keine Frage. Aber in Smartphones (jedenfalls in Massenproduktion) hat es leider noch keinen Einzug gefunden. Die werden ja seit unsagbaren Zeiten als die Revolution angekündigt und passiert ist nichts. Ich meinte damit lediglich die Zeitspanne von der Meldung „Durchbruch in Akkutechnologie“ bis hin zu dem Moment des Kaufes. Passieren muss was, gerade in Bezug auf Elektroautos und Energiespeicher im Allgemeinen. Hoffen wir das Beste :-)

  • Interessant wären solche Zeiten viel mehr bei E-Autos als bei Habdys… obwohl in meinen Augen die E-Mobilität sowieso der falsche Weg ist…. aber das ist n anders Thema

      • Hab ich mich auch gerade gefragt

      • Ein Mix aus allem…
        Unsere Infrastruktur (Stromleitungen) sind dafür nicht ausgelegt, dass jeder sein Auto laden kann. Klar kann man hier wieder argumentieren, dass man ja die ganze Nacht Zeit hat, aber woher will denn der Stromanbieter wissen, wann ich das Auto brauche…

      • @Hannes: Wasserstoff / Brennstoffzelle z.B.
        Zumindest seh ich das Thema e-Mobilität ähnlich wie Paul

      • Natürlich Wasserstoff

      • Es geht um die hohe Stromlast, selbst wenn jeder über Nacht lädt.
        Vergleichbar mit der Stromversorgung und den Sicherungen in der Wohnung.
        Da kann man auch nicht mehrere Backöfen gleichzeitig betreiben. Bei vielen fliegt bereits die Sicherung bei nur einem Backofen raus, wenn sie alle Heizplatten und den Backraum gleichzeitig benutzen. Und das ist nur die Infrastruktur in der Wohnung.
        Ergo muss die ganze Infrastruktur dafür ausgelegt werden und schlicht das Kabel vom Kraftwerk (oder Windrad) bis an die Steckdosen dicker gemacht werden. Also müssen dafür zum neu Verlegen der Kabel alle Fusswege auch für viel Geld mit viel zu wenigen Facharbeitern wieder zu Schützengräben aufgebuttelt werden usw.

      • Eine popelige 11kW-Wallbox (3-phasig, mit 16A abgesichert, an einer ganz normalen Stromleitung hängend) pumpt dir in der Nacht 100kWh in deinen BEV. Solch große Akkus gibt es derzeit noch gar nicht.

        Aber eigentlich braucht das kein Mensch. Der durchschnittliche Fahrer macht 15000km/Jahr. Macht gut 40km/Tag. Bei 15kWh/100km müssen so im Durchschnitt gerade einmal 6kWh/Tag nachgeladen werden. Dafür braucht eine normale Schuko-Steckdoese gerade einmal 2 Std. Und der Stromverbrauch ist sowieso nachts am kleinsten. wo ist das Problem?

        Wenn man in der Garage eine Steckdose hat, fährt man zudem jeden Tag mit vollem Akku los. Und selbst der kleinste Akku des VW ID.3 (24.000€ nach Abzug der Umweltprämie) macht ca. 330km mit einer Ladung. Da reicht 1x Laden pro Woche.

      • Dauert noch zu lange bis sie rentabel einsetzbar ist. Schau Dir nur den aktuellen Wirkungsgrad an. Könnte mir Wasserstoff später mal gut für LKWs und Busse vorstellen.
        Kurzfristig geht an der E-Mobilität für KFZ kein Weg vorbei.

      • Doch – es einfach dabei belassen bis was gescheites da ist. Grundsätzlich ist keine Technologie besser wie Sprit – solange es ein Auto mit 2-3 Tonnen ist welches dann Straßen braucht und Abrieb erzeugt wird es der Welt nicht besser gehen.
        Ansonsten gilt: weniger ist mehr
        Weniger Menschen mit weniger Konsum an allen Stellen ist IMHO das einzige was wirklich was ändert. Alles andere ist nur Augenwischerei die der heutigen Generation das Gewissen beruhigen soll

      • @Cleaner: Dein letzter Absatz hat mich richtig erfreut. Ich dachte nämlich schon, ich bin der einzige der das so sieht.

      • Interessant. Und weniger Menschen erreichen wir dann bitte wie?

      • Dan Browns Inferno gelesen? :)
        bei uns heißt das Virus halt Corona…

      • Wasserstoff mit viel Strom herstellen um dann später das Auto elektrisch betreiben? Das lagern ist teuer, es etweicht und vorm Tanken muss es auf 400-700 Bar komprimiert werden, denkst Du da können 2 Autos hintereinander ohne Wartezeit tanken? Du feuerst kein Wasserstoff in einem Verbrenner, sondern betreibst das Auto mit der Zelle elektrisch.

    • Das ist genau der richtige Weg. Der falsche Weg ist wenn man den so genannten Qualitätsmedien (ARD, ZDF) ständig glauben schenkt. Denn Sie möchten dieses Thema ganz massiv klein halten. E-mobilität ist definitiv die Zukunft wer das nicht verstanden hat lebt in der Vergangenheit. Die Zeit der Dinosaurier (Verbrenner) ist vorbei.

      • Da bleib ich ein Dinosaurier und fahre erst mal meinen Diesel weiter! Wasserstoff für lkw und Busse. Batterien bestehen aktuell aus zu vielen Stoffen die nicht umweltverträglich abgebaut werden

      • ich bin da bei Tom. Wasserstoff ist viel sinnvoller als Elektro. Die Batterien wachsen ja schließlich nicht gerade auf Bäumen und sind viel umweltschädlicher als viele glauben.
        Das Verbrenner keine Zukunft haben ist gesetzt.

      • Nein, ist es nicht. Es wird auf einen gesunden Mix hinauslaufen. Ich würde mir aktuell bestimmt kein Elektroauto kaufen. Hybrid ok, aber rein elektrisch nein danke. Wasserstoff / Brennstoffzelle sind gute Alternativen, kämpfen aber ebenso mit der Infrastruktur.

      • Richtig ist dass die Zeit der Verbrenner vorbei ist beziehungsweise sein muss. Aber Elektromobilität ist definitiv nicht die endgültige Lösung! Damit würden wir das Problem nur an eine andere Stelle schieben aber nicht lösen. Pro Mobilität kann nur eine Übergangslösung darstellen ….

      • LOL, daß ist garantiert nicht der richtige Weg!!!!!
        Aber kommst schon noch drauf, auch als Qualitätszuschauer von RTL und co… ;)

      • @goldi: Das Problem ist, dass Leute wie z.B. Rossi sich keine Gedanken machen, was Elektromobilität alles so nach sich zieht…

      • …Verbrenner haben sogar die größte Zukunft. Die frage ist was die Kolbenmaschine zum verbrennen bekommt . Wasserstoff lässt sich wunderbar im Verbrenner in Energie wandeln. Emmission: Wasser.

      • Benzin herstellen ist nicht umweltschädlich? :-) Das meiste kommt mittlerweile aus USA mittels Fracking. Also ordentlich Chemikalien in Boden Pumpen, Transport usw, das ist nicht schädlich, oder?

    • In der Tat könnte sowas die Elektromobilität interessanter machen. Für mich aber auch der falsche Weg. Elektromobilität ist aktuell nur „modern“, weil die Hersteller so ihre Flotten-Abgaswerte reduzieren können. Kurios ist auch, bei einem E-Auto spielt eigentlich nur Leistung und Reichweite eine Rolle, ich hab noch nie was über den Verbrauch gelesen.
      Mal eine andere Frage. Wo sollen denn all die Akkus gebaut werden, die für die Elektro-Autos benötigt werden, wenn jeder Deutsche nur ein E-Auto kaufen wollte. Und wo soll der ganze Strom herkommen? Schon mal darüber nach gedacht? Atom-Ausstieg, Kohle- und Gaskraftwerke sollen auch abgeschafft werden, nur von Sonne und Wind? Wohl eher aus Kraftwerken außerhalb Deutschlands, die dann bestimmt sicherer und umweltschonender sind.
      Was könnte ich mir für die Zukunft vorstellen? 100 % Elektromobilität ist Käse. Man kann aber von allem ein wenig betreiben. Fakt ist, daß die modernen Diesel- und Benzinmotoren die saubersten denn je sind. Die Zeiten, in denen ein Diesel laut, schadstoffstark und leistungsarm war, sind schon lange vorbei. Ich denke mal, es reicht aktuell mit der Verteufelung vom Diesel und den Verbrennungsmotoren.
      Thema iPhone-Akku. Mein iPhone 6s wird heuer 5 Jahre alt. Vor ca. 2 Jahren durfte ich es zu Apple einschicken, weil der Akku Probleme machte. Letztes Wochenende mußte ich erneut einen neuen Akku einbauen lassen, weil nach 2 Jahren Nutzung der Akku schon wieder platt war. Mag sein, daß ich eine Ausnahme darstelle und ein iPhone extrem lang nutze (sieht nach wie vor neuwertig aus), aber man kann nicht davon ausgehen, daß man nach 2 Jahren oder 3 Jahren ein neues Gerät kauft, nur weil der Akku platt ist. Daran sollte man mal etwas arbeiten. Ob diese Schnell-Lade-Akkus dann auch nur 2 oder 3 Jahre halten?
      Wie ist das mit Elektro-Autos? Wie lange hält da der Akku?

      • Das ist alles viel zu Aufwendig
        Besser wäre: wir migrieren alle nach Indien und schon haben wir nur noch einen Verbrauch von 9T (je nach Interview mit den Grünen auch mal 1.9T) CO2 erzeugt. Alle sind zufrieden

    • E-Mobilität ist der richtige Weg? Was glaubt ihr denn, was passiert, wenn der Staat merkt, dass ihm die Mineralölsteuer (Energiesteuer) fehlt? Immerhin in 2017 über 40.000.000.000,00 Euro. Der Staat kassiert bei einem Elektroauto mit einem Verbrauch von 15KW/100km rund 0,30€; bei einem Benziner mit 6L/100km rund 4,00€. Wenn das auf die Stromkosten umgelegt wird, möchte ich mal hören, wer dann noch vom richtigen Weg überzeugt ist.

      • Na, der Strompreis wird an sich ja schon teurer, da der Ausbau der Infrastruktur auch nicht kostenlos ist… Und das werden die Leute sehr schnell merken, lange bevor der Staat da was ändert…

    • Ja, bin wieder für Ross und Wagen. 1-4 PS, von mir auch mal 6-8.
      Getankt wird am Strassenrand oder der nächsten Wiese.
      Und mit den trockenen Appeln kann man sogar noch heizen.
      Klimaneutral, entschleunigend und auf dem neusten Biostand der DNS.

  • Bestimmt auch für Autos nicht uninteressant

  • Alle Jahre liest man was von irgendwelchen Wunderakkus oder Superschnellen Ladetechniken.
    Nur hat es bis jetzt nichts auf den Markt geschafft. Wäre ja auch zu schön.

    • Mir reicht es auch, wenn ich davon erfahre, wenn es tatsächlich in einem käuflichen Produkt erscheint.

    • Kommt alles noch. Nur kann sich Otto Normalverbraucher nicht vorstellen, dass Entwicklung von dem Wort entwickeln kommt. Alles braucht tatsächlich viel Zeit, auch wenn man das nicht gerne hört.

      • Das Problem ist nur, dass es seit zig Jahren solche Meldungen gibt, welche aber nie in Serie gehen. Klar braucht Entwicklung Zeit, aber manche Sachen stellen sich dann doch als Fehleranfällig, industrielle Fertigung nicht/schwer möglich, usw…

      • Plottwist: Es wird verhindert. Geschichtlich gibt es da einige (vergrabene) Ereignisse.

      • „Plottwist: Es wird verhindert.“

        Jep, diese böse Physik aber auch.

  • Ich warte nicht auf schnelles Laden, sondern auf seltenes Laden.

  • Das geht leider nicht, weil dann viele Fledermäuse nicht mehr richtig fliegen können und gegen Hauswände fliegen werden. Und das will ja auch keiner.

  • „Forscher arbeiten mit Ultraschall“ klingt wie eine andere Formulierung von „Forscher arbeiten mit Hochdruck“.

  • Falls es die Menschheit in ihrer jetzigen Form in 500 Jahren noch gibt (was unwahrscheinlich ist), würde mich interessieren, wie sie über die Vergangenheit denkt.
    Evolutionär betrachtet, trennen uns vom Affen nur ein paar hunderttausend Jahre. Kosmologisch betrachtet ein zeitliches Nichts.
    Das ist nicht despektierlich gemeint. Primaten können recht posserliche Tierchen sein. Und was soll man auch machen, gemeinhin hängt man auf dieser Kugel im All rum und fragt sich, was das alles soll.

  • Meine Herrn wird hier ein Käse geschrieben !! Wer sich mal wirklich mit dem Thema beschäftigt hat , weis das Fossile Brennstoffe zu verbrennen absolut Wahnsinn ist !! Der Wirkungsgrad im Auto ist so klein für den Vortrieb ! Das meiste geht in Hitze verloren . Im Moment geht im Wirkungsgrad nichts an Akkus vorbei . Es müsste Tankstellen geben , bei denen man wie bei E Roller einfach Akkus tauschen kann , um weiter zu fahren . Die werden bestimmt noch leistungsfähiger und leichter . Um genug Strom zu produzieren , gibt es genügend freie Dächer in Deutschland die noch eine PV Anlage vertragen können oder Windturbinen oder was noch erfunden wird. Und wenn’s nicht reicht muss wird man Hausbesitzer halt zwingen müssen !!!! Strom will jeder !!! Ich behaupte wird können damit sogar heißen. Es wird noch ein weiter weg sein …………

    • Danke an Carsten für diesen sachlichen und zutreffenden Beitrag. Zwei Punkte von mir: a) PV Anlage aufs Dach und schon ist ein großer Teil der Infrastruktur für e-Autos geschafft. Selbst bei den Schiet-Wetter hier im Norden habe ich trotz Ost-West-Dach im Januar und Februar bisher fast 50% Autarkie durch meine PV. Übers Jahr geht es Richtung 90% plus jede Menge Einspeisung, die ich zukünftig für unser bestelltes e-Auto nutzen werde.
      B) wer Angst hat, dass wir insgesamt „Zuviel“ Strom benötigen, wenn wir alle e-Autos statt Verbrenner fahren, der sollte sich einmal schlau machen, wieviel Kw/h Herstellung, Transport und auch das Pumpen vom Tank ins Auto pro Liter Kraftstoff benötigt werden. Anders ausgedrückt, auch wer einen Verbrenner fährt verbraucht indirekt jede Menge Strom! Laut US-Department of Energy (aus 2009) ca. 1,5 kw/h Pro Liter sprich ein Verbrenner, der 8 l/100 im verbraucht, verbraucht dabei indirekt auch 12 kw/h Strom nur aus Herstellung/Transport des Kraftstoffs!

    • Sicher muss etwas passieren, aber jemanden zwingen etwas zu machen gab es schon in den 40ern und kommt nicht gut an.

    • ….bestimmt! Die Energiefichte wird sich bestimmt sehr bald verzehnfachen, dann wiegt die Autobatterie nur noch 60kg . Die lässt sich dann auch mit nur einem Handgriff an der Tanke tauschen….
      …toll ist dass man dann sich auch kein Sorgen mehr um Mobiltelefonstrahlen machen muss oder 5g … wenn an der Tanke 20,30 oder 40 Batterien mit jeweils 63Ampere schnellgeladen werdenden vermute ich mal dass E- Felder die dabei erzeugt werden man gab bequem um Nachbar Haus den Induktionsherd mitbetreiben kann … ohne einzuschalten …

    • Schön auch mal ein paar solcher Beiträge zu lesen.

      Jedes Gramm CO2 aus fossilen Energieträgern ist ein weiterer Nagel zum Sarg unserer Nachkommen. Dann lieber Atomstrom, hat man auch Ärger mit, aber vielleicht ist’s das geringere Übel.

      Um den gesamten Energiebedarf in Deutschland mit erneuerbarer Energie zu decken reichen leider die Kapazitäten nicht so einfach aus, mal alles zusammengenommen, nicht nur Verkehr. Auch wenn jedes Haus PV hätte und zusätzliche Windkraft genutzt wird. Wir müssen außer die Kapazitäten auszubauen und die Effizienz zu steigern auch daran arbeiten wofür wir die Energie nutzen. Bahn und ÖPNV oder Fahrrad statt Auto. Im Winter vielleicht auch mal nicht auf 25 Grad heizen sondern in den Pulli schlüpfen. Nicht jedes Jahr ein neues ‚Wegwerf‘ iPhone nur weil es 2mm dünner geworden ist. Regionale Versorgung statt Steak aus Argentinien und ganzjährig Kiwis oder Mangos.

    • Die Technik mit den Wechselakkus soll ja in Israel schon angewendet werden.Welches Unternehmen in D nimmt jedoch das Risiko auf sich,wo man sich auf Grund der Vielfalt der Fahrzeugtypen nie einigen wird,ganz zu schweigen von den Haftungsbedingungen,wenn dann so ein Energiespeicher unterwegs seinen „Geist“aufgibt??

  • Heute werden doch schon Neubauten dazu gezwungen Platten aufs Dach zu machen für warm Wasser und Heizung Unterstützung!!! Also zu sagen zwingen geht nicht geht jetzt schon !!

    • Ich hätte auch gerne Solarkollektoren auf dem Dach. Aber da mein Haus in einer „Historischen Altstadt“ steht, darf ich nichts dergleichen montieren. Auch ein Stellplatz vorm Haus zum aufladen von E-Fahrzeugen ist nicht machbar.
      Was den Ladeplatz vorm Haus betrifft, dürften wohl die meisten Stadtbewohner betroffen sein.

      Wenn also nicht gravierend kleinere und leichtere Akkus erfunden werden, die ich mit einem Handgriff – wie eine Aktentasche – entnehmen und mit ins Haus zum aufladen nehmen kann, ist aus meiner Sicht für Fahrzeuge Wasserstoff tanken und damit elektrisch fahren die einzige Alternative.
      Wasserstoff kann z.B. in Sonnenreichen Entwicklugsländern spotbillig aus Solarenergie hergestellt und wie bisher zu unseren Tankstellen transportiert werden.

      • Spottbillig nicht, aber klimaneutral

      • Wäre einfacher den Strom hierher zu liefern und dann vor Ort Wasserstoff zu gewinnen. Beides macht aber von Importen abhängig.

  • Die Technik mit den Wechselakkus soll ja in Israel schon angewendet werden.Welches Unternehmen in D nimmt jedoch das Risiko auf sich,wo man sich auf Grund der Vielfalt der Fahrzeugtypen nie einigen wird,ganz zu schweigen von den Haftungsbedingungen,wenn dann so ein Energiespeicher unterwegs seinen „Geist“aufgibt??

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