Wissenschaftlicher Durbruch bei der Batteriekapazität angekündigt
Hallo zusammen
Habe soeben einen sehr interessanten Artikel bei Spiegel Online entdeckt:
Mit dieser Innovation, sofern Sie denn die Marktreife erreicht, liesse sich die heutige Batteriespeicherkapazität um den Faktor 8 steigern. Wenn man das von der gefahrenen Reichweite her betrachtet, fährt z. Bsp. der Opel Ampera aktuell ca. 60 km rein elektrisch. Multipliziert mit Faktor 8 (durch die neue Batterietechnik) ergäbe sich damit eine rein elektrische Reichweite von ca. 480 km! Falls sich diese Innovation bis zur Marktreife weiterentwickeln lässt, (u.a. sind zwei Universitäten, die NASA und Honda beteiligt -> Patentantrag bereits gestellt) dürfte dies dem Elektroauto definititv zum Durchbruch verhelfen!
Wie denkt Ihr darüber?
MFG
ArgonNova
Beste Antwort im Thema
Ich weiß nicht wieviele solcher neuen revolutionären Ankündigungen ich in den letzten Jahrzehnten schon gelesen habe...
Wir werden ja sehen, aber wann? Der Faktor 8 macht mich schon nachdenklich 🙁
64 Antworten
http://www.eetasia.com/ART_8800649085_765245_NT_eea0d7b1.HTM
z.B. Hybridkondensatoren die wie oben von mir gesagt eben anz andere Entladekurven
Zitat:
z.B. Hybridkondensatoren die wie oben von mir gesagt eben anz andere Entladekurven
oder Hybridbatterie??
Also für dich nochmal, bevor Helmut die Decke hoch geht: Ein herkömmlicher Kondensator hat - solange keine Nernst'sche Spannungsquelle vorhanden - eine lineare Kennlinie.
Darum habe ich ja extra geschrieben "Muss ein Kondensator denn in einem belibigen Ladezustand X zwingend die gleiche chemisch-atomare Struktur haben wie im Ladezustand Y" dass en hjerkömmlicher Kondensator das nicht kann ist ja klar - aber es ging ja nicht um herkömmliche Technik sondern um neue.
Und das ist eben das Merkmal eines Hybridkondensators .
Hybridbatterien gibt es meines Wissens nicht - nur Hybridkondensatoren - ene Hybridbatterie macht ja technisch keinen Sinn 😁 zumindest wüste ich keine Anwendung in der langsam Laden + relativ kurze Speicherzeit sinnvoll wäre....?
Für mich zählt eben alles das primär Strom als Flächenladung speichert zu den Kondensatoren - egal ob das Dünnschicht, Ultra Super Hybridkondensatoren sind und alles das primär in Chemie speichert zu den Batterien - und bin bisher auch noch nirgends einer anderen Einordnung begegnet bis auf vielleicht hier.
Hybridspeicher, die Kondensatoren und Akkus kombinieren, machen meiner Meinung nach nur Sinn, wenn man bei der Kondensatortechnik vom Status Quo ausgeht. Die Forschungen auf diesem Gebiet haben aber das Ziel, ohne diese Krücke auszukommen.
Oder, wie es Dr. Xie Xian Ning ausdrückte:
The performance of the membrane surpasses those of rechargeable batteries, such as lithium ion and lead-acid batteries, and supercapacitors.
Ich versuch mal zu schlichten:
die Einheit des Kondensators ist 1F=1As/V, bei 100V Ladespannung kann unser C mit 1F also 100As speichern=10.000Ws. Bei 50V sind es nur 2.500Ws, bei 10V nur 100Ws.
Anders ausgedrückt, ein mit 100V aufgeladener Kondensator kann nur 7500Ws bis zu einer Entladespannung von 50V abgeben. Kriminell wird es für die jeweiligen Motoren, man müßte also den Strom begrenzen, so daß er beim Zuschalten der vollen C-Spannung nicht überlastet wird. ERGO, die Hinzunahme einer großen Kapazität ist sicher nicht unmöglich, aber kann man
1. nicht die gesamte Energie entnehmen.
2. nicht ohne zusätzliche Beschaltung die Entladekurve an den Motor anpassen.
Ich denke schon, daß die Goldcaps, Supercaps und wie sie alle heißen für die Rekuperation (KERS läßt grüßen) die beste Performance hinlegen, also die hohen Stromspitzen übernehmen können und so die Akkus deutlich zu entlasten.
Es hätte aber auch einen konzeptionellen Vorteil, wenn es gelänge, Batterien vollständig durch Kondensatoren zu ersetzen. Bei Batterien muss man ja eine ganze Menge Zellen hintereinander schalten, um auf eine brauchbare Spannung zu kommen. Fällt eine aus, gibt's gröbere Probleme.
Um bei den Kondensatoren auf die nötige Kapazität zu kommen, muss man sie parallel schalten. Da erhöht praktisch jeder zusätzliche die Ausfallsicherheit des Systems (in meiner laienhaften Vorstellung).
Zitat:
Original geschrieben von eCarFan
Es hätte aber auch einen konzeptionellen Vorteil, wenn es gelänge, Batterien vollständig durch Kondensatoren zu ersetzen. Bei Batterien muss man ja eine ganze Menge Zellen hintereinander schalten, um auf eine brauchbare Spannung zu kommen. Fällt eine aus, gibt's gröbere Probleme.
Um bei den Kondensatoren auf die nötige Kapazität zu kommen, muss man sie parallel schalten. Da erhöht praktisch jeder zusätzliche die Ausfallsicherheit des Systems (in meiner laienhaften Vorstellung).
Nur wenn der Kondensator "selbstheilend" ist, sonst geht da deutlich mehr in Rauch* auf...
Die restliche Ladung wird an der Schadstelle abgebaut bis entweder die Ladung aufgebraucht ist oder durch den Kurzschluss der Stromweg dorthin unterbrochen wird.
Große Ladungen bei größerer Spannung ist auch noch so ein Problem...
OT für Experten 😁
* (Elektrische Geräte funktionieren mit "Rauch". Hat der "Rauch", das Gerät verlassen, so stellt es seine Funktion ein.)
Zitat:
Original geschrieben von Audi-gibt-Omega
Ich versuch mal zu schlichten:
die Einheit des Kondensators ist 1F=1As/V, bei 100V Ladespannung kann unser C mit 1F also 100As speichern=10.000Ws. Bei 50V sind es nur 2.500Ws, bei 10V nur 100Ws.
Anders ausgedrückt, ein mit 100V aufgeladener Kondensator kann nur 7500Ws bis zu einer Entladespannung von 50V abgeben. Kriminell wird es für die jeweiligen Motoren, man müßte also den Strom begrenzen, so daß er beim Zuschalten der vollen C-Spannung nicht überlastet wird. ERGO, die Hinzunahme einer großen Kapazität ist sicher nicht unmöglich, aber kann man
1. nicht die gesamte Energie entnehmen.
2. nicht ohne zusätzliche Beschaltung die Entladekurve an den Motor anpassen.
Ich denke schon, daß die Goldcaps, Supercaps und wie sie alle heißen für die Rekuperation (KERS läßt grüßen) die beste Performance hinlegen, also die hohen Stromspitzen übernehmen können und so die Akkus deutlich zu entlasten.
Ist schon richtig...
Aber auch eine Batterie hat genau die gleichen Probleme, nur nicht so linear ausgeprägt. Auch bei ihr sinkt die Spannung und der maximale Strom, mit fallender Ladung.
Momentan krankt es eher an anderen Problemen wie der mangelnden Energiedichte, Kapazität, Preis und Gewicht. Für die oben genannten Probleme wäre sicher eine Lösung möglich.
Ich stimme dir aber in deinem Fazit, inhaltlich voll zu! Da sich die Stärken beider Konzepte optimal ergänzen könnten. Nicht nur das, auch die Schwächen könnten so gegenseitig gemildert werden...
Leider hat die Physik was gegen die wirksame Reihenschaltung von Kondensatoren. Der Cap mit hoher Spannung und Kapazität bei geringen Preis zur Leistungsdichte und Lebensdauer wurde auch noch nicht gefunden. (Bei den Akkus leider auch noch nicht, auch wenn sie im Moment deutlich besser sind 😉 )
Die Hybriden sind noch schwerer zu betrachten, da ihr Potential und Eigenarten für "MICH" noch nicht wirklich abzuschätzen sind.
Zitat:
Original geschrieben von WHornung
http://www.eetasia.com/ART_8800649085_765245_NT_eea0d7b1.HTMz.B. Hybridkondensatoren die wie oben von mir gesagt eben anz andere Entladekurven
Rein elektrisch sehe ich das als eine simple Parallelschaltung zwischen einem Kondensator und einem Akku, die untereinander keinen Stromfluß zulassen (z.B. durch eine Diodenschaltung getrennt). Die dort angegebene "Hybridbatterie" verträgt eine höhere Ladespannung, kann sehr schnell Ladungen aufnehmen (Kondensator) und hält insgesamt mehr Leistung (schnelle Stromabgabe des C) und auch Energie bereit (eben z.B. durch Parallelschaltung beider)
Im Moment sehe ich keinen physikalisch überzeugenden Effekt darin, es sei denn, die haben wirklich alles in einer Zelle untergebracht, so daß man auch noch enorm am Volumen und Gewicht sparen kann und die Zyklenanzahl beträgt tatsächlich die angegebenen 20.000 (bei annähernd konstanter Energie-Speicherdichte)
Im Text steht darüber nichts, wie groß die Energiedichte ist. Lediglich 9...14kg Gewichtseinsparung fürs Auto - naja das bekommt man auch hin, indem mans Auto mal aufräumt 😉
Preis je kWh ? Verfügbarkeit ?
Informiert Euch mal über die Spannung mit der hochkapazitive Kondensatoren arbeiten 🙂
Und dann nicht vergessen, daß eine Reihenschaltung von C´s die Kapazität halbiert 🙂
Viel Erfolg!
Zitat:
Original geschrieben von he2lmuth
Informiert Euch mal über die Spannung mit der hochkapazitive Kondensatoren arbeiten 🙂Und dann nicht vergessen, daß eine Reihenschaltung von C´s die Kapazität halbiert 🙂
Viel Erfolg!
......................................................................
Zitat:
Original geschrieben von SoEinWahnsinn
Leider hat die Physik was gegen die wirksame Reihenschaltung von Kondensatoren.
Ich hatte mich extra so vage ausgedrückt, weil diese/deine Formulierung ganz schnell in der Luft zerrissen wird. Zusätzlich bleiben solche Verallgemeinerungen dann zu oft in den Köpfen der Leute.
Da das hier mehr oder weniger ein Spekulationfred ist, und es um potentielle Batterietechnologie der Zukunft geht. Eins der Konzepte ist eben, dass versucht wird die Spannungsfestigkeit und Kapazität derart zu steigern, dass eine sinnvolle Kombination mit einer Batterie möglich werden könnte.
Was also hat da dein Einwand mit heutigen Kondensatoren zu suchen? Wir wissen dass es HEUTE nicht möglich ist.
Naja vielleicht meint er ja nur verbesserte Super- und Hybridkondensatoren wird es nie in breiter Anwendung geben, und die bestehenden Flächenkondensatoren sind bereits das technische Maximum der Kondensatoren - dann wäre das ja zutreffend.
Ich sehe zumindest im Bereich der Super und Hybridkondensatoren noch durchaus die Möglichkeit einer Entwicklung und die Abkehr vom reinen Flächenladungsspeicher.
Zitat:
Original geschrieben von SoEinWahnsinn
......................................................................Zitat:
Original geschrieben von he2lmuth
Informiert Euch mal über die Spannung mit der hochkapazitive Kondensatoren arbeiten 🙂Und dann nicht vergessen, daß eine Reihenschaltung von C´s die Kapazität halbiert 🙂
Viel Erfolg!
Zitat:
Original geschrieben von SoEinWahnsinn
Ich hatte mich extra so vage ausgedrückt, weil diese/deine Formulierung ganz schnell in der Luft zerrissen wird. Zusätzlich bleiben solche Verallgemeinerungen dann zu oft in den Köpfen der Leute.Zitat:
Original geschrieben von SoEinWahnsinn
Leider hat die Physik was gegen die wirksame Reihenschaltung von Kondensatoren.Da das hier mehr oder weniger ein Spekulationfred ist, und es um potentielle Batterietechnologie der Zukunft geht. Eins der Konzepte ist eben, dass versucht wird die Spannungsfestigkeit und Kapazität derart zu steigern, dass eine sinnvolle Kombination mit einer Batterie möglich werden könnte.
Was also hat da dein Einwand mit heutigen Kondensatoren zu suchen? Wir wissen dass es HEUTE nicht möglich ist.
Ach so...
An Spekulationen werde ich mich nicht beteiligen, habe ich SO nicht gelesen.
Spekuliert wird im Akkusektor schon genug.
Ich denke, mit der Energiedichte von Li-xxx-Akkus befassen sich schon genug Leute. Über die "Schnelle" Aufladung (hier gemeint Rekuperation) gibt es seit langem bereits die Supercaps, die auch m.E. bezahlbar sind und so die Lebensdauer (hier: Zyklenzahl im Auto) verbessern.
@Helmuth: richtig, die Supercaps KÖNNTE man entsprechend der Zellspannung dimensionieren, also irgendwo um 3....6V, würd ich so zumindest anregen.
Da die "Hybridvariante" zwischen Akkus und C´s eher teurer wird (vor Massenproduktion) würd ich als Autohersteller im ersten Step davon Abstand nehmen, macht die Sache unnötig kompliziert.
Mit den heute in Massen verfügbaren LiFe-xx-Akkus sind wir bereits bei rund 100Wh/kg, also für 500kg lassen sich die im Tesla verbauten 50kWh unterbringen und das ist dann keine "Krücke" sondern z.B. ein Mittelklassewagen mit ca 250..300km Reichweite und >2000 Zyklen, also Lebensdauer > 500.000km - mehr lebt kein "normales" Auto. Sowas erreicht bisher nur ein Ausnahmedieselmotor (der 2.7-er ausm Daimler vielleicht). Es gibt also heute schon kein Akkuproblem mehr. Wegen der 50kWh*300€/kWh=15.000€ eigentlich auch kein preisliches.
BYD e6: ~300 km Reichweite, mit Eisen-Phosphat-Batterie: >6000 Zyklen, 10 Jahre Garantie.
"BYD's internally developed Fe battery boasts excellent reliability and a 10-year warranty."
Jo mit dem E6 ist doch auch der wdr oer 3sat rumgefahren - die Reichweite selbst mit Klima an war da ganz gut.
In so einem Bericht über Chinas Autoindustrie kam das, da wurde eines der E6 Taxis genutzt.