Eine Batterie ohne Masse! Die Zukunft von Elektrofahrzeugen und -flugzeugen?

Wissenschaftler haben kürzlich eine neuartige Strukturbatterie entwickelt, die zehnmal effizienter ist als bisherige Prototypen. Im Gegensatz zu herkömmlichen Batterien speichert diese Innovation nicht nur Energie, sondern dient auch als Bestandteil der physischen Struktur eines Fahrzeugs oder Geräts.

Strukturelle Batterien werden oft als „masselose Energiespeicher“ bezeichnet, da sie direkt in die Karosserie von Autos, Flugzeugen oder sogar elektronischen Geräten integriert werden. Dies reduziert das Gesamtgewicht und erhöht gleichzeitig die Stabilität der Struktur. Forscher der Technischen Universität Chalmers und des Königlichen Technischen Instituts in Schweden haben gezeigt, wie ihr neuestes Design rekordverdächtige Ergebnisse erzielt.

Die Batterie wurde hergestellt, indem Glasfasern zwischen die Elektroden eingefügt, ein Polymerelektrolyt hinzugefügt und die Zelle in einem Ofen gehärtet wurde. Das Ergebnis ist eine flache Batterie, die Strom gut leitet und mechanischen Belastungen in alle Richtungen standhält.

Der Prototyp erreicht derzeit eine Energiedichte von 24 Wh/kg, was etwa 20 Prozent der Kapazität heutiger Lithium-Ionen-Batterien entspricht, jedoch bei deutlich höherer Sicherheit und einer Steifigkeit von 25 GPa. Da die Fahrzeuge leichter sind, benötigen sie weniger Energie zum Fahren, was die geringere Energiedichte kompensiert.

Die nächsten Schritte umfassen den Ersatz von Aluminium durch Kohlenstofffaser und die Verringerung der Dicke des Separators. Dadurch könnte die Batterie eine Energiedichte von 75 Wh/kg und eine Steifigkeit von 75 GPa erreichen und wäre damit mit vielen Baumaterialien vergleichbar, während gleichzeitig mehr Energie gespeichert werden könnte.

Die Anwendungsmöglichkeiten beschränken sich nicht auf Elektroautos, sondern umfassen auch E-Bikes, Satelliten, Laptops und insbesondere Flugzeuge, wo das Gewicht das größte Hindernis für die Elektrifizierung darstellt. Wissenschaftler denken sogar an eine Kombination solcher Batterien mit Solarzellen, wodurch die gewonnene Energie gespeichert und später genutzt werden könnte.