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Ergebnisse der Forschergruppe Mobilität des 2°Campus 2017

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    Quelle: Arnold Morascher/WWF

     

    "Welche Vorteile bietet der Einsatz des TEMPO-Polymers in Kathoden im Vergleich zu denen eine herkömmlichen Lithium-Ionen-Batterie bezüglich Umweltverträglichkeit und Leistung?"

    Das war unsere Forschungsfrage, der Wir, das Team Mobilität des 2°Campus 2017, auf den Grund gegangen sind.

    In diesem Bericht wollen wir euch mit auf eine kleine Reise zurück nach Münster mitnehmen, und euch zeigen was wir im zweiten Block erforscht haben. Alle Infos dazu, was wir im ersten Block gemacht haben, findet ihr hier

    Aber jetzt ab an die Uni ins Labor. Kittel übergeworfen, Schutzbrille auf, Handschuhe an und hinein ins Vergnügen.

    Am ersten Tag in Münster gab es für uns schon die erste kleine Überraschung. Anstelle von erstmal in Ruhe ankommen hieß es direkt ins Labor und den Slurry vorbereiten.

    Slurry - komisches Wort. Was ist das denn überhaupt?

    Der sogenannte Slurry ist eine schwarze dickflüssige Paste die aus einem Bindemittel, einem sogenannten Leitadditiv besteht, und unserem eigentlichen Aktivmaterial TEMPO. Das Leitadditiv ist nichts weiter als pulverisierter Kohlenstoff, und sorgt dafür, dass unsere Kathode den elektrischen Strom gut leiten kann. Das Bindemittel hält alle Teile der Kathode, dem Minuspol unserer Batterie, zusammen. Das TEMPO-Polymer, ein besonderer Kunststoff sorgt am Ende dafür, dass unsere Batterie auch wieder geladen und entladen werden kann.

    Eine Batterie ist grob so aufgebaut, wie hier im Schema dargestellt. Bei der dargestellten Batterie handelt es sich um eine sogenannte Pouch Zelle, die so ähnlich aussieht wie eine dünne Tüte aus Folie.

    Bildergebnis für aufbau pouch zelle

     

    Nach rund drei Tagen Arbeit im MEET standen uns Neun TEMPO-Polymer-Batterien zu Verfügung, die wir mit einem kleinen Elektroauto namens "Friedolin" testen wollten.

    Das Testverfahren sah so aus, dass wir auf dem Laborflur eine Strecke in Ein bis Zwei Meter Abständen abgeklebt haben, jeweils zwei Zellen zusammengelegt haben, diese dann an das Auto angeschlossen haben und sämtliche Ergebnisse am Ende mit zwei Referenz-Lithium-Ionen-Batterien verglichen haben.

    Wichtig dabei zu beachten ist die Tatsache, dass es keinen Sinn macht, die schwächste und stärkste Zelle zusammen anzuschließen. Die maximale Leistung richtet sich nämlich nach der schwächeren Zelle. Schließt man die schwächste und die stärkste Zelle zusammen, fällt die Leistung eher schwach aus, da nur die Leistung der schwächeren Zelle erbracht werden kann.

    Unsere Zellen wurden dann in verschiedenen Kombinationen an das Auto angeschlossen und die Fahrt mir Fahrzeit und Fahrstrecke dokumentiert. Die längste Fahrt war mit Abstand die, der Referenzzellen mit mehr als einer halben Stunde Fahrzeit. Dabei hat das Auto rund 90 Meter zurück gelegt. Was auf den ersten Blick nicht nach viel aussieht ist, wenn man bedenkt dass das Auto gerade mal 15 Zentimeter lang ist, doch eine ordentliche Strecke. Ihr könnt euch sicherlich vorstellen wir erleichtert wir waren als das Auto nach knapp 30 Minuten endlich stehen blieb, weil die Batterien leer waren.

    Die längste Fahrt die wir mit unseren selbstgebauten Polymerbatterien absolviert haben war kanpp 17 Minuten lang, und ging über eine Strecke von rund 65 Metern.

    Was sind nun unsere Ergebnisse? Können TEMPO-Batterien die herkömmlichen Lithium-Ionen-Batterien irgendwann ersetzen?

     

    Rein prinzipiell ist es durchaus möglich, dass TEMPO die herkömmlichen Lithium-Ionen-Batterien irgendwann ersetzen kann, dazu ist aber noch sehr viel Forschung nötig. Denn TEMPO-Batterien, oder eher Polymer-Batterien generell stecken überwiegend noch alle in ihren Kinderschuhen und sind noch längst nicht so weit ausgereift wie es unsere heutigen Batterien sind.

    Auch wenn die Reichweite nicht ganz so groß ist wie die der Lithium-Ionen-Batterien, bietet TEMPO einige ökologische Vorteile. Dazu zählen beispielsweise eine längere Lebensdauer und ein geringerer Energieaufwand in der Massenproduktion und ein großes Kostenersparnis.

    Als generelles Fazit lässt sich sagen, dass eine Fortführung der Forschung an diesen Batterien eindeutig lohnenswert ist, und es bereits Ideen für eine mögliche Verbesserung gibt, wie beispielsweise die Verkleinerung der TEMPO-Partikel in der Kathode.

    Also heißt es weiterhin "TEMPO für den Klimaschutz!" - Und wir, als 2°Campus ganz vorne mit dabei!

     

     

    Hier findet ihr noch die ausführliche Präsentation unserers Projekts mit allen Hintergrundinformationen.

    Link zum Bild: hier

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