Alternative Batterietechnologien für nachhaltigen Transport von wesentlicher Bedeutung

26.10.2020 Im Kommen und immens wichtig, derzeit aber noch nicht wirklich wirtschaftlich

Elektrofahrzeuge, gelten als entscheidender Teil für einen nachhaltigen Transport. Derzeit sind die meisten am Markt erhältlichen Fahrzeuge mit wiederaufladbaren Lithium-Ionen-Batterien ausgestattet. Sie enthalten auch Schwermetalle wie Kobalt und Nickel. Diese Metalle sind nicht nur schwer abzubauen, sondern auch ihre globalen Reserven könnten für den bevorstehenden Boom bei Elektrofahrzeugen nicht ausreichen. Vor diesem Hintergrund ist die Entwicklung alternativer Batterietechnologien für die Automobilindustrie von entscheidender Bedeutung, um den wachsenden Bedarf an nachhaltigem Transport zu decken, sagt GlobalData, ein führendes Daten- und Analyseunternehmen.

Archi Dasgupta, Director Disruptive Tech bei GlobalData, kommentiert: „Lithium-Ionen-Batterien sind extrem teuer und machen einen großen Teil der Produktionskosten für Elektrofahrzeuge aus. Daher konkurrieren Startups und Technologieunternehmen um die Entwicklung alternativer Batterien wie Festkörper-, Lithium-Schwefel- und wiederaufladbarer Meerwasserbatterien (SWBs), die umweltfreundlich sind und eine erhöhte Energiedichte und große Sicherheit bieten. Obwohl diese Batterien das Potenzial haben, den kohlenstofffreien Transport zu fördern, befinden sich die meisten von ihnen in verschiedenen Stadien der Explorationsforschung, was darauf hinweist, dass ihre wirtschaftliche Lebensfähigkeit noch weit entfernt ist.“

Die Innovation Explorer-Datenbank des Disruptor Intelligence Center von GlobalData zeigt, wie verschiedene Unternehmen alternative Batterietechnologien entwickeln, um zu einem nachhaltigen Transport beizutragen.

Festkörperbatterien, die sowohl mit Festelektroden als auch mit Elektrolyten entwickelt wurden, sind umweltfreundlich, können recycelt und wiederverwendet werden. Sie haben eine geringe Entflammbarkeit mit einer projizierten Energiedichte von etwa 500 Wh / kg und sind möglicherweise sicherer als Lithium-Ionen-Batterien.

Ionic Materials, Sila Nanotechnologies und Solid Power sind bemerkenswerte Startups, die Festkörperbatterien entwickeln. Diese Startups wurden von Automobilgiganten wie Nissan, Mitsubishi, Renault, Daimler und Hyundai finanziert, um ihre Technologien zu monetarisieren.

Lithium-Schwefel-Batterien sind relativ leicht und aufgrund der Verwendung von Schwefel im Vergleich zu Lithium-Ionen-Zellen billiger. Darüber hinaus beträgt die theoretische Energiedichte dieser Batterien fast 2600 Wh / kg, eine der höchsten Batterietechnologien. Die Extraktionsmethoden von Schwefel machen sie nachhaltiger als Lithium-Ionen-Batterien.

Das britische Unternehmen OXIS Energy hat in Zusammenarbeit mit dem Imperial College London, der Cranfield University und Ricardo einen Prototyp einer Lithium-Schwefel-Batterie entwickelt. Es besteht aus Kathodenmaterialien auf Schwefelbasis, stabilen Elektrolytsystemen und einer Anode aus Lithiummetall und Interkalationsmaterialien.

IBM entwickelte einen neuen Batterietyp aus Materialien, die aus Meerwasser gewonnen wurden und frei von Kobalt, Nickel und anderen Schwermetallen sind. Diese Batterien punkten mit hoher Energiedichte und sind im Vergleich zum Abbau von Schwermetallen viel einfacher und billiger.

Andere Alternativen zu Lithium-Ionen-Batterien sind Gold-Nanodraht-, Graphen- und Schaumbatterien, von denen sich die meisten in Proof-of-Concept-Phasen befinden.

Animesh Kumar, Director of Automotive Consulting bei GlobalData, sagt: „Regierungen auf der ganzen Welt fördern die EV-Agenda und die Ladeinfrastruktur wächst ständig. Für die hohe Akzeptanz von Elektrofahrzeugen ist es für die Beteiligten von entscheidender Bedeutung, die Anschaffungskosten für Fahrzeuge sowie die Gesamtbetriebskosten zu senken. Festkörperbatterien haben eine höhere Energiedichte, sind schnell aufladbar, kostengünstiger und halten im Vergleich zum Lithium-Ionen-Äquivalent länger. Globale OEMs sind bereits im Kampf um die Entwicklung neuer Batterietechnologien. Festkörperbatterien bieten erhebliche Chancen, in naher Zukunft den EV-Markt zu gewinnen. “

Dasgupta fasst zusammen: „Die Zukunft der Batterien wird voraussichtlich weltweit ein Bereich von Interesse für Autohersteller sein, und mit der Verlagerung hin zu Elektrofahrzeugen wird dies relevanter. Über die Automobilindustrie hinaus befindet sich der gesamte Energiemarkt in einem systemischen Wandel, und der verstärkte Einsatz erneuerbarer Energien wird den Bedarf an alternativen Batterietechnologien immens erhöhen."