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Project Volta

Energiedichte chemisch vs. elektrisch

Chemische Energiespeicher

Chemische Energiespeicher besitzen meist eine sehr hohe gravimerische und volumetrische Energiedichte und diese Energie wird in chemischen Bindungen gespeichert. Beispiele für einen chemischen Energiespeicher

  • Benzin
  • Diesel
  • Wasserstoff

Elektrische Energiespeicher

Elektrische Energiespeicher speichern Energie über elektrochemische Prozesse oder elektrische Felder. Ihre Energiedichte ist deutlich geringer als die fossiler Brennstoffe. Beispiele für elektrische Energiespeicher:

  • Lithium-Ionen-Batterien
  • Kondensator

Ladeleistung und Ladezeiten

Die Ladezeit hängt direkt von der Ladeleistung (P) und er zu ladeneden Energiekapazität (E) ab. Es gilt:

Höhere Ladeleistung verkürzen die Ladezeit, erfordern jedoch ein hochentwickeltes Thermomanagment, um eine Überhitzung und vorzeitige Alterung der Batterie zu verhindern

Grundlagen der Batteriechemie

Batterien bestehen aus einer Anode(Minuspol), einer Kathode(Pluspol) und einem Elektrolyten, der den Ionentransport ermöglicht

Beim Entrladen wandern Ionen im Inneren von der Anode zur Kathode.

Beim Laden wandern Ionen von der Kathode zut Anode.

Die gängigste Technologie im Automobilbereich ist die Lithium-Ionen-Technologie

Wirkungsgrad und aktuelle Entwicklung

Der Gesamtwirkungsgrad von Elektrofahrzeugen liegt oft über 70-80%, was deutlich höher als der von Berbrennungsmotoren (ca. 20-40%) ist.

Elektromotoren Energie hocheffizient in Bewegung umwandeln und beim Bremsen Energie zurückgewinnen können

Aktuelle Entwicklungen:

  • Feststoffbatterien
  • Verringerung von kritischen Rohstoffen (wie Kobalt)
  • Optimierung der Ladegeschwindigkeiten
  • Optimierung der Lebensdauer