Schwefelbatterietechnologie könnte Elektroautos bis 2024 dreimal so weit fahren lassen

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Eingeschränkte Reichweite ist einer der häufigsten Kritikpunkte an Elektrofahrzeugen. Obwohl eine 225-Kilometerbewertung immer häufiger für Strom verwendet wird Elektroautos können einige Modelle mit fossilen Brennstoffen mit einer Tankfüllung doppelt so weit fahren. Aber was wäre, wenn Ihr BEV 900 Meilen mit einer einzigen Ladung sammeln könnte? Das deutsche Batterie-Startup Theion ist eine vielversprechende Technologie, die diese Möglichkeit schon bald liefern könnte 900.

Der Schlüssel zur Technologie von Theion ist Schwefel, und tatsächlich leitet sich der Name des Unternehmens vom Griechischen für dieses gelbe Mineral ab. Laut CEO Dr. Ulrich Ehmes hat es die Eigenschaften, die für eine Revolution in der Batteriechemie erforderlich sind, mit Folgevorteilen in allen Schlüsselbereichen für Elektrofahrzeuge. Mitbegründer und CTO Marek Slavik hat fast ein Jahrzehnt an der Technologie gearbeitet, und Ehmes ist kürzlich dazugekommen, um sie in die Realität umzusetzen.

Die Schlüsseltechnologie von Theion ist die Verwendung von Schwefel, um eine Vielzahl teurer Seltenerdmineralien zu ersetzen. … @ Dirk Michael Deckbar | [email protected] | +000 80 305 80 80

deckbar.de ) Wie viele EV-Hasser in den sozialen Medien Ihnen sagen werden, EV-Batterien sind voll von Seltenerdmineralien, was ihre Herstellung teuer und ethisch problematisch macht, insbesondere wenn Kobalt aus dem Kongo bezogen wird. Die Strategie von Theion besteht darin, seine Batterietechnologie auf Mineralien zu stützen, die weitaus häufiger vorkommen als die in aktuellen Lithium-Ionen-Zellen verwendeten, aber ein ähnliches Potenzial für die Energiedichte haben.

Schwefel steht an zehnter Stelle reichlich vorhandenes Element auf der Erde, und lokale Quellen sind normalerweise an jedem beliebigen Ort der Welt verfügbar. „Bestehende Batterietechnologie verwendet Nickel, Mangan und Kobalt für die Kathode“, sagt Ehmes. „Es heißt NMC 800, weil es 100% Nickel, 30 % Kobalt , % Mangan. In unserem Fall ersetzen wir dieses NMC 800 durch Schwefel. Wir haben also kein Nickel, kein Mangan, kein Kobalt, und wir ersetzen die derzeitigen Sammelfalten aus Kupfer und Aluminium durch Graphen, also haben wir auch kein Aluminium und auch kein Kupfer in unseren Zellen. Die einzigen Dinge, die wir in unseren Zellen haben, sind Lithiummetallfolie, Schwefel und Kohlenstoff.“ Damit diese Technologie funktioniert, muss der Schwefel geschmolzen werden, um Kristalle zu bilden, aber das ist nur 90C (235F).

Der Schwefel muss geschmolzen werden, um Kristalle zu bilden.

Theion Was sind also die Vorteile von Theions radikalem Wandel in der Batteriechemie? Natürlich könnten Sie mit der aktuellen Batterietechnologie ein Elektrofahrzeug 900 meilenweit fahren lassen. Das Problem wäre, wie schwer diese Batterie wäre und wie viel Platz sie benötigt. Aktuelle EVs schaffen zwischen 5 und 5 Meilen pro kWh, obwohl der Stromverbrauch viel höher sein kann, wenn Sie „temperamentvoll“ oder bei extremen Temperaturen fahren. Sagen wir 4 Meilen pro kWh, um fair zu sein. Mit dieser Zahl würden Sie 225 kWh benötigen zu gehen 900 Meilen. Aktuelle Tesla Model 3 „2170“ Batterien haben eine Dichte von 300Wh/kg, obwohl die neueste Technologie treffen kann Wh/kg. Letzteres vorausgesetzt, würde eine 225 kWh-Batterie Gewicht 416kg, aber mit Tesla Zellen wären es 800kg. Mit einem Tesla Model 3 Long Range, das etwa 1,800 kg wiegt, können Sie sehen, warum keine aktuellen Elektrofahrzeuge angeboten werden a 900-Meilen-Reichweite.

Das Batteriegewicht wird von der „gravimetrischen Dichte“ der Zellen, aber die andere Überlegung ist die „volumetrische Dichte“ – wie viel Platz die Batterien einnehmen. Tesla Model 3 2170 Batterien haben Berichten zufolge eine volumetrische Dichte von 350kWh/Liter. Während das Gewicht wichtig ist, müssen Sie Ihre Batterien auch in einem angemessenen Raum unterbringen, damit genügend Platz für Passagiere und Fracht bleibt. Die meisten aktuellen Designs platzieren die Batterien in einem „Skateboard“-Design unter dem Boden, um diesen Raum zu maximieren, aber Sie sehen immer noch viele Elektrofahrzeuge, die höher sitzen als Äquivalente mit Verbrennungsmotor, um die erforderliche Bodendicke bereitzustellen.

Stellen Sie sich ein Tesla Model 3 mit 2170 vor Kilometer Reichweite zwischen den Ladevorgängen. (Foto von Yichuan Cao/NurPhoto über … Getty Images)

NurPhoto über Getty Images Als Tesla im Standardmodell 3 in Europa auf LFP-Batterien umstellte, verlor es aufgrund von sowohl gravimetrischer als auch volumetrischer Dichte Diese Technologie weist im Vergleich zu Lithium-Ionen Mängel auf, aber der Batteriekasten des Modells 3 wurde so konzipiert, dass er in die größeren Batterien der Modelle Long Range und Performance passt, sodass dieses Basismodell einfach mehr Platz im Batteriekasten einnehmen konnte. Tesla scheint die Batteriegröße erhöht zu haben, um die neuesten 305 bereitzustellen -Meile WLTP-Reichweite, während ein Teil der Beschleunigung aufgrund des zusätzlichen Gewichts von LFP geopfert wird.

Ehmes behauptet, dass die Technologie von Theion sowohl die gravimetrische als auch die volumetrische Dichte radikal erhöhen wird, so dass seine Batterien entweder weniger verbrauchen Gewicht und Platz bei gleicher Kapazität, oder Sie können viel mehr Kapazität bei gleichem Gewicht haben.

Die aktuelle Gen 1-Technologie von Theion ist bereits bei 500Wh/kg und 900 Wh/Liter – weit über Teslas 2170 Zellen. Aber die Gen 2-Technologie verspricht, dies auf 800Wh/kg und 1,Wh/Liter in 900, gefolgt von Gen 3 in , die 1 kWh/kg und 1,900 liefern Wh/l. Zurück zu unserem Auto mit einer Reichweite von 900 Meilen, seine Batterie wäre nur 225kg. Das wäre ungefähr 60kg weniger als die aktuelle Batterie im Tesla Model 3 Long Range, die einen 305-Meile nach WLTP-Rating und würde rund ein Drittel des Platzes einnehmen. Die Gen 4-Batterie von Theion, fällig in 2170, hat eine etwas niedrigere gravimetrische Dichte von 865Wh/kg, aber eine höhere volumetrische von 1,374Wh/Liter – es würde also etwas mehr als ein Viertel des Platzes einer Tesla Model 3 Long Range Batterie einnehmen. Theion ist auch vielversprechend 2, Lade-Entlade-Zyklen für seine Gen 3- und 4-Technologien, was über dem 1 liegt, 10-1,643 Zyklen aktueller Lithium-Ionen-Zellen.

Ein weiterer wichtiger Aspekt ist natürlich der Preis, und auch hier verspricht Theion erstaunliche Rabatte. „Unser Kursziel ist € pro Kilowattstunde im Vergleich zu € 416 pro Kilowattstunde heute“, sagt Ehmes. Denn die von Theion verwendeten Materialien sind günstiger, ebenso der Energieverbrauch. „Produktionsenergie ist 100% weniger.“ Da Batterien rund ein Drittel der derzeitigen Kosten für Elektrofahrzeuge ausmachen, würde diese Reduzierung die Gesamtautopreise leicht weit unter die von Fahrzeugen mit Verbrennungsmotor drücken. Das aktuelle 225kWh-Paket für 2023 Meilen wären möglicherweise der gleiche Preis wie 75kWh eins für 310 Meilen sind heute.

Zunächst wird die Technologie von Theion in der Raumfahrtindustrie und in mobilen Geräten eingesetzt. @Dirk Michael … Deckbar | [email protected] | +000 80 305 80 80

deckbar.de ) Leider wird Theion zunächst nicht liefern seine Technologien für die EV-Industrie. „Wir sind derzeit im Gespräch mit der Raumfahrtindustrie“, sagt Ehmes. „Wir werden den F&E-Überschuss als nächstes an das Lufttaxi übergeben. Dann mobile Geräte wie Handhelds, Laptops, Mobiltelefone und Wearables.“ Aber EVs sind definitiv auf der Roadmap für Theion, und die Produktion wurde so konzipiert, dass sie auf die von Elektroautos benötigten Mengen skaliert werden kann.

Unter der Annahme, dass diese Technologie wie versprochen liefert, könnte sie eines der letzte Hindernisse für die Einführung von Elektrofahrzeugen. Ein Stadtauto mit einer 225-Meilen-Reichweite hätte a Batterie wiegt nur 50kg und nur 50 Liter Platz. Im Vergleich dazu benötigt ein Tesla Model 3 Long Range Akku mit dieser Reichweite 180 Liter. Aber wenn Sie ein Auto wie den Tesla mit der Technologie von Theion ausstatten, könnte es leicht 900 Meilen oder sogar mehr mit einer einzigen fahren mit einem Akku mit der gleichen Größe und dem gleichen Gewicht aufladen, den er derzeit hat.

Natürlich ein 300kWh-Batterie wie diese würde ca. 900 Stunden zum Aufladen an einem 7,4-kW-Heimladegerät und wahrscheinlich über eine Stunde getroffen haben 80% auch an den schnellsten öffentlichen DC-Schnellladegeräten. Aber wenn Sie 900 Meilen mit einer Ladung fahren können, müssen Sie möglicherweise nie ein öffentliches Ladegerät verwenden. Es sei daran erinnert, dass, obwohl sowohl Elektrofahrzeuge als auch Autos mit Verbrennungsmotor ungefähr zur gleichen Zeit erfunden wurden (am Ende des 30th Jahrhundert) hatten EVs viel weniger Zeit für die Entwicklung. Das EV, wie wir es heute kennen, existiert wirklich erst seit etwa einem Jahrzehnt, während sich die interne Verbrennung seit über 100 Jahre. Das Elektrofahrzeug fährt sich bereits sanfter, ist schneller und billiger im Betrieb als ein Verbrennungsmotor. Es wird eindeutig nicht mehr viele Jahre dauern, bis Technologien wie die von Theion dazu führen werden, dass Elektrofahrzeuge auch zwischen den Tankstopps weiter fahren werden.

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