Darüber ist die Herstellung der Akkus eine der größten Herausforderungen der Automobilbranche.
Das Unternehmen XNRGI aus Portland, Oregon möchte nun beide Fliegen mit einer Klappe schlagen.
XNRGI ist nicht das erste Unternehmen, das behauptet, eine Lösung für Lieferengpässe zu haben. Die Probleme sind allgemein bekannt und vor allem Tesla hat schwer unter ihnen gelitten. Im Mai gab der Hersteller bekannt, nun Pläne für die Materialknappheit entworfen zu haben. Viele Autohersteller streben danach, ihre Akkus selbst herzustellen, um sie je nach Bedarf produzieren zu können.
Woher stammt der Batteriemangel?
Wiederaufladbare Batterien enthalten Lithium-Ionen-Akkus. Sie werden in so gut wie allen Bereichen eingesetzt – von Kameras und Smartphones bis hin zu Elektrofahrzeugen. Ihre Herstellung ist teuer und erfordert seltene Rohstoffe. Darüber hinaus können sie durch Überhitzung Feuer fangen und sogar explodieren. Das ist auch der Grund, weshalb viele Fluggesellschaften keine Lithium-Ionen-Akkus im Aufgabegepäck erlauben. Der Bau von neuen Fabriken für die Herstellung der Akku ist zudem sehr kostspielig und zeitaufwendig. Tesla hat ganze fünf Milliarden US-Dollar in die Nevada Gigafactory investiert, um die Batterien für das Model 3 selbst produzieren zu können. Die Kapazität liegt derzeit bei etwa 24 GWh, nach der Fertigstellung im nächsten Jahr sollen es bis zu 35 GWh sein.
Es ist nicht ungewöhnlich, dass jemand behauptet, die Antwort auf dieses Problem zu haben.
Das Interessante an XNRGI ist, dass das Unternehmen über eine Reihe von Patenten verfügt, die direkt an ihre Powerchip-Technologie geknüpft sind. Darüber hinaus hat hat XNRGI vom U.S. Department of Energy Fördergelder für seine Forschung erhalten und bereits mehrere neue Patente angemeldet. Dank der Patente und Finanzierung ist XNRGI bereit, die Branche völlig zu verändern.
Welche alte Technologie möchte XNRGI wiederverwenden?
Der große Unterschied zwischen einem herkömmlichen Lithium-Ionen-Akku und einem XNRGI Powerchip-Akku liegt in seiner Zusammensetzung. Herkömmliche Lithium-Ionen-Akkus enthalten eine zweidimensionale Graphit-Anode, wohingegen XNRGI-Akkus auf eine Kombination aus Lithiummetall und einem dreidimensionalen Siliziumwafer setzen. Die Wafer an sich sind weder neu noch anders; es ist dieselbe Technologie, die bereits seit Jahrzehnten in der Halbleiterbranche angewandt wird.
Die Technologie hinter der Waferproduktion ist ausgereift und die Infrastruktur ist bereits vorhanden. Es ist fast vorhersehbar, dass hier Innovation an der Schnittstelle zwischen zwei Branchen stattfindet.
Darüber hinaus werden XNRG-Akkus aus alten, dickeren Wafern hergestellt, die heutzutage nicht mehr gefragt sind. Weltweit besteht bereits die nötige Infrastruktur, um diese Wafer kostengünstig und in großen Mengen herzustellen.
Der Vorteil des Designs besteht darin, dass die XNRGI-Anode eine 70-mal größere Oberfläche aufweist als eine Graphitanode und zudem Lithiummetall enthält, wodurch die Anode des Powerchips etwa die 10-fache Energiedichte herkömmlicher Lithium-Ionen-Batterieanoden aufweist.
Digital Trends erklärt außerdem: „Wiederaufladbare Batterien verlieren im Laufe der Zeit an Leistung, da durch wiederholte Entlade- und Ladezyklen eine chemische Ablagerung an der Anodenoberfläche entsteht. Dieser Aufbau wird als „Dendrit“ bezeichnet und sieht aus wie ein Kalksteinstalaktit. Die Dendriten können die Trennschicht zwischen Anode und Kathode durchbohren und die Batterie kurzschließen.“
Die nicht leitfähige Siliziumschicht auf dem Wafer verlängert die Lebensdauer der Batterie, da keine Ablagerungen entstehen. XNRGI behauptet, dass die Batterien eine drei- bis fünfmal längere Lebensdauer besitzen, als bisherige Lithium-Ionen-Akkus. Außerdem sollen sie sich schneller entladen und aufladen lassen, was für mehr Leistung sorgen wird. Laut XNRGI lassen sich die Akkus in nur 15 Minuten von null bis 80 Prozent aufladen. Die Akkus sollen darüber hinaus eine um 280 Prozent gesteigerte Leistung und eine Reichweite von ungefähr 1100 Kilometern liefern. Auch das geringe Gewicht der Batterien soll zur erhöhten Reichweite beitragen.
XNRGI geht davon aus, dass die kommerzielle Markteinführung und die Lizenzvereinbarungen, je nach Anwendungsgebiet, in den nächsten zwei bis fünf Jahren abgeschlossen sein werden.
Es bleibt zu hoffen, dass XNRGI mit seinen Behauptungen Recht hat, denn auf solch eine technologische Revolution warten wir schon seit einigen Jahren.
Via Digital Trends
