Forum für Wissenschaft, Industrie und Wirtschaft

Hauptsponsoren:     3M 
Datenbankrecherche:

 

Neue Hoffnungsträger: Alkoholbrennstoffzellen und Magnesiumbatterien

24.05.2013
Chemiker der TU Berlin forschen an neuartigen elektrochemischen Energiespeichern für Elektrofahrzeuge
Zwei neuartige chemische Energiespeichertechnologien für Elektrofahrzeuge stehen im Mittelpunkt der Forschungen am TU-Fachgebiet Technische Elektrochemie. Unter Leitung von Prof. Dr. Peter Strasser arbeiten Wissenschaftlerinnen und Wissenschaftler an Alkoholbrennstoffzellen, um die Reichweite der Batterien zu erweitern, und an der Magnesiumionen-Batterie. „Beide Speichertechnologien könnten den heute üblichen chemischen Speichertechnologien in wichtigen Punkten überlegen sein“, sagt Peter Strasser.

Zusammen mit Kollegen der TU München, der Tsinghua Universität in Peking und der Tongji Universität in Schanghai wollen sie neuartige Katalysatormaterialien entwickeln, die die Leistungsdichte der Alkoholbrennstoffzelle um ein Vielfaches erhöhen und damit die Größe des Alkoholtanks minimieren.

Wasserstoffgespeiste Brennstoffzellen werden bereits heute in Elektrofahrzeugen als Energiespeicher und -wandler eingesetzt. Brennstoffzellen sind elektrochemische Energiesysteme, die chemisch gespeicherte Energie eines chemischen Brennstoffs, zum Beispiel Wasserstoff, direkt in elektrischen Strom umwandeln und mithilfe eines Elektromotors das Elektrofahrzeug antreiben. Die heute übliche Speicherung des sehr energiereichen Wasserstoffgases in Hochdrucktanks, die auch unter den Fahrersitzen angebracht sein können, sowie das Befüllen dieser Tanks erfordern sehr strenge Sicherheitsvorkehrungen und stoßen in der Öffentlichkeit oft noch auf Ablehnung.
Flüssiger Alkohol hingegen könnte wie Benzin gespeichert und getankt werden. In Verbindung mit einer Alkoholbrennstoffzelle kann aus einer wässrigen Alkoholmischung direkt Strom für das Fahrzeug gewonnen werden. Dies hat den großen Vorteil, dass der Alkohol direkt aus Bioverfahrensanlagen als wässrige Mischung verwendet werden kann und nicht unter großem Energie- und Kostenaufwand von Feuchtigkeitsspuren gereinigt werden muss, wie das gegenwärtig bei dem verwendeten Alkohol für E10 unerlässlich ist.

Da die nutzbare Leistungsdichte von Alkoholbrennstoffzellen noch deutlich unter der von Wasserstoffbrennstoffzellen liegt, werden diese Brennstoffzellen nicht für den Fahrzeugantrieb genutzt. Der Strom wird zum kontinuierlichen Wiederaufladen der leistungsstärkeren Lithiumionen-Antriebsbatterie zur Verfügung gestellt. Das verlängert je nach Größe des Alkoholtanks die Reichweite der Elektrofahrzeuge von etwa 50 Kilometer auf hunderte von Kilometern, ähnlich den heutigen Benzinfahrzeugen. Eine solche Alkoholbrennstoffzelle wird daher als „range extender“ (Reichweitenverlängerer) bezeichnet.
Bei dem zweiten Vorhaben soll das Element Lithium durch Magnesium in den Antriebssystemen der Elektrofahrzeuge ersetzt werden, weil Magnesium weniger entflammbar und explosiv ist. Anders als Lithiumionen-Batterien erhitzen sich Magnesium-basierte Batterien bei zu schneller Aufladung oder Überladung nicht so stark. „Hinzu kommt, dass das Magnesium über hundertmal größere Vorkommen in der Erdkruste aufweist als Lithium und es dadurch nicht zu zukünftigen geopolitischen Verknappungen oder Teuerungen kommen sollte“, sagt Peter Strasser. Eine große technische Herausforderung der Magnesiumbatterie ist das chemische Verhalten der zwischen den Batterieelektroden hin und her wandernden Magnesiumionen. Anders als für Lithiumionen ist die Wanderung der Magnesiumionen bei Auf- und Entladezyklen schlechter umkehrbar. Das begrenzt die Lebensdauer der Batterien. Die Forschungen konzentrieren sich daher auf die Entwicklung und das Verständnis neuer Elektrodenmaterialien, die Magnesiumionen besser und reproduzierbar aufnehmen und abgeben.

Die TU-Projekte sind Teil des „TU9 deutsch-chinesischen Forschungsnetzwerkes Elektromobilität“, in dem neun große deutsche technische Universitäten (TU9) und drei chinesische Eliteuniversitäten an den technischen und gesellschaftlichen Aspekten elektrisch angetriebener Fahrzeuge arbeiten. Gefördert wird es vom Bundesministerium für Bildung und Forschung. Die Forschungen am Fachgebiet von Peter Strasser werden mit mehr als einer Million Euro finanziert.

Weitere Informationen erteilt Ihnen gern: Prof. Dr. Peter Strasser, Institut für Chemie, Fachgebiet Technische Elektrochemie, Straße des 17. Juni 124, 10623 Berlin, Tel.: 030/314-29542, Fax: -22261, E-Mail: pstrasser@tu-berlin.de, http://www.technischechemie.tu-berlin.de

Stefanie Terp | idw
Weitere Informationen:
http://www.technischechemie.tu-berlin.de

Weitere Nachrichten aus der Kategorie Energie und Elektrotechnik:

nachricht Stromindikatorklemmen mit Push-in-Anschluss
24.07.2017 | PHOENIX CONTACT GmbH & Co.KG

nachricht Leiterplatten-Steckverbinder werkzeuglos montieren
24.07.2017 | PHOENIX CONTACT GmbH & Co.KG

Alle Nachrichten aus der Kategorie: Energie und Elektrotechnik >>>

Die aktuellsten Pressemeldungen zum Suchbegriff Innovation >>>

Die letzten 5 Focus-News des innovations-reports im Überblick:

Im Focus: Ruckartige Bewegung schärft Röntgenpulse

Spektral breite Röntgenpulse lassen sich rein mechanisch „zuspitzen“. Das klingt überraschend, aber ein Team aus theoretischen und Experimentalphysikern hat dafür eine Methode entwickelt und realisiert. Sie verwendet präzise mit den Pulsen synchronisierte schnelle Bewegungen einer mit dem Röntgenlicht wechselwirkenden Probe. Dadurch gelingt es, Photonen innerhalb des Röntgenpulses so zu verschieben, dass sich diese im gewünschten Bereich konzentrieren.

Wie macht man aus einem flachen Hügel einen steilen und hohen Berg? Man gräbt an den Seiten Material ab und schüttet es oben auf. So etwa kann man sich die...

Im Focus: Abrupt motion sharpens x-ray pulses

Spectrally narrow x-ray pulses may be “sharpened” by purely mechanical means. This sounds surprisingly, but a team of theoretical and experimental physicists developed and realized such a method. It is based on fast motions, precisely synchronized with the pulses, of a target interacting with the x-ray light. Thereby, photons are redistributed within the x-ray pulse to the desired spectral region.

A team of theoretical physicists from the MPI for Nuclear Physics (MPIK) in Heidelberg has developed a novel method to intensify the spectrally broad x-ray...

Im Focus: Physiker designen ultrascharfe Pulse

Quantenphysiker um Oriol Romero-Isart haben einen einfachen Aufbau entworfen, mit dem theoretisch beliebig stark fokussierte elektromagnetische Felder erzeugt werden können. Anwendung finden könnte das neue Verfahren zum Beispiel in der Mikroskopie oder für besonders empfindliche Sensoren.

Mikrowellen, Wärmestrahlung, Licht und Röntgenstrahlung sind Beispiele für elektromagnetische Wellen. Für viele Anwendungen ist es notwendig, diese Strahlung...

Im Focus: Physicists Design Ultrafocused Pulses

Physicists working with researcher Oriol Romero-Isart devised a new simple scheme to theoretically generate arbitrarily short and focused electromagnetic fields. This new tool could be used for precise sensing and in microscopy.

Microwaves, heat radiation, light and X-radiation are examples for electromagnetic waves. Many applications require to focus the electromagnetic fields to...

Im Focus: Navigationssystem der Hirnzellen entschlüsselt

Das menschliche Gehirn besteht aus etwa hundert Milliarden Nervenzellen. Informationen zwischen ihnen werden über ein komplexes Netzwerk aus Nervenfasern übermittelt. Verdrahtet werden die meisten dieser Verbindungen vor der Geburt nach einem genetischen Bauplan, also ohne dass äußere Einflüsse eine Rolle spielen. Mehr darüber, wie das Navigationssystem funktioniert, das die Axone beim Wachstum leitet, haben jetzt Forscher des Karlsruher Instituts für Technologie (KIT) herausgefunden. Das berichten sie im Fachmagazin eLife.

Die Gesamtlänge des Nervenfasernetzes im Gehirn beträgt etwa 500.000 Kilometer, mehr als die Entfernung zwischen Erde und Mond. Damit es beim Verdrahten der...

Alle Focus-News des Innovations-reports >>>

Anzeige

Anzeige

IHR
JOB & KARRIERE
SERVICE
im innovations-report
in Kooperation mit academics
Veranstaltungen

Internationaler Ferienkurs mit rund 600 Teilnehmern aus aller Welt

28.07.2017 | Veranstaltungen

10. Uelzener Forum: Demografischer Wandel und Digitalisierung

26.07.2017 | Veranstaltungen

Clash of Realities 2017: Anmeldung jetzt möglich. Internationale Konferenz an der TH Köln

26.07.2017 | Veranstaltungen

 
VideoLinks
B2B-VideoLinks
Weitere VideoLinks >>>
Aktuelle Beiträge

Firmen räumen bei der IT, Mobilgeräten und Firmen-Hardware am liebsten in der Urlaubsphase auf

28.07.2017 | Unternehmensmeldung

Dunkel war’s, der Mond schien helle: Nachthimmel oft heller als gedacht

28.07.2017 | Geowissenschaften

8,2 Millionen Euro für den Kampf gegen Leukämie

28.07.2017 | Förderungen Preise