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© Dagmar Heene / WWF
Woran forschen wir eigentlich? (2)


von LinusKu
21.05.2013
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Die Bundesregierung will bis 2050 eine Millionen E-Autos auf die Straßen bringen. Doch wie schafft man das, wenn bis jetzt erst fünftausend E-Autos unterwegs sind? Der Hauptgrund für den schlechten Verkauf ist die Autobatterie. Sie ist sehr teuer, die Reichweite beträgt nur 100 bis 150 Kilometer, die Ladezeit dauert sehr lange und keiner weiß genau, wie lange sie hält. Dem Thema „Batterie“ hat sich letztes Jahr die Gruppe aus dem Themenbereich Mobilität und jetzt auch wir verschrieben und die Forschungsfrage entwickelt: „Wie kann die Batterie in E-Autos preislich (und technisch) optimiert werden?

Aufbau einer Batterie

Wie man hier sieht, besteht eine E-Auto Batterie oder Lithium-Ionen-Batterie grob aus drei Teilen: der Anode, dem Separator und der Kathode. Die Anode besteht aus Graphit. Der Separator besteht aus einem Elektrolyten, der keinen Strom leitet, damit es zu keinem Kurzschluss kommt. Diese beiden Teile sind nicht so teuer. Das mit Abstand teuerste Teil in der Batterie ist die Kathode. Sie besteht aus einem Lithiummetallgitter.

Idee und Probleme aus dem letzten Jahr


Im letzten Jahr hatte die Mobilitäts-Gruppe die Idee, dass man die teure Kathode durch billiges Graphit ersetzen könnte. Bei der Forschung stellte die Gruppe jedoch fest, dass ihre Graphit-Kathode schichtweise zerstört wurde. Außerdem mussten sie ein Experiment abbrechen, da es angefangen hat zu stinken, wobei eigentlich nichts hätte stinken sollen.

Weiterentwicklung

Aus diesen Ergebnissen entwickelten wir einige Fragen:
• Was war der Auslöser für diese Zerstörung?
• Wie kann man die Zerstörung in Zukunft verhindern?
• Was könnten sonst noch Probleme sein?
Wir haben uns Gedanken gemacht und sind darauf gekommen, dass der Elektrolyt die Schichten des Graphits in der Kathode zerstört haben könnte. Außerdem könnte sich Wasser in die Batterie eingelagert haben können, da die Batterie nicht wasserdicht verschlossen war.

Forschungsideen

Wir haben uns überlegt, worauf wir unser Augenmerk richten wollen und haben uns auf den Elektrolyten geeinigt. Deshalb wollen wir im Sommerblock eine Knopfzelle basteln, die einen neuen Elektrolyten beinhaltet. Die Knopfzelle hat außerdem den Vorteil, dass kein Wasser eindringen kann und die Ergebnisse verfälscht.
 

Aufmacher: iMiEV Bertha Benz Challenge © flickr via cc_Ulrich Steinlechner

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Kommentare (3)
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23.05.2013
LinusKu hat geschrieben:
Nein, leider haben wir keine weiteren Themen, da unsere Zeit zum Forschen begrenzt ist und wir die ganze Zeit für die Batterie brauchen werden.
23.05.2013
Jonpackroff hat geschrieben:
Ein wirklich spannendes Thema, an dem ihr da forscht. Der Preis und die geringe Reichweite der heutigen Batterien scheint ja wirklich eins der Hauptprobleme der heutigen Elektroautos zu sein, da wäre es natürlich gut, wenn ihr durch eure Forschung eine günstige und effektivere Alternative entdecken würdet.
Aber zum Thema Mobilität gibt es doch noch viele weitere Themen, an denen man forschen könnte, zum Beispiel Möglichkeiten zur Verbesserung des öffentlichen Nahverkehrs. Habt ihr denn noch weitere Themen außer der Autobatterie?
22.05.2013
Ivonne hat geschrieben:
Ein toller Artikel, Linus! Ich verstehe deutlich, woran ihr eigentlich forscht :-) und bin neugierig auf die Ergebnisse, die ihr im Sommer, während des II. Blocks, herausfinden werdet.
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