News Samsung: Popcorn aus Graphen soll Akkus schneller laden lassen

[Dr. MaRV]

Das wäre die nächste Stufe, bis dahin ist Wasserstoff zu verbrennen einfach günstiger für den Kunden und eine gute Zwischenlösung. Außerdem mag ich persönlich Verbrenner, allein vom Klang und den Bauartbedingten Eigenschaften, damit bin ich nicht allein.
Beide Technologien könnten irgendwann parallel existieren und man könnte wählen, das wäre eine schöne Vorstellung.
Ein E-Motor benötigt auch wieder Rohstoffe, die ein Grauguss-Verbrenner nicht benötigt. Kupfer, dessen Gewinnung ist auch nicht ohne.

Wasser kommt auch bei der thermischen Verbrennung von Wasserstoff hinten raus, ob man ihn nun im Kolbenmotor verbrennt oder in der Brennstoffzelle, macht kaum einen Unterschied. Den Wirkungsgrad der Antriebsmotoren jetzt nicht berücksichtigt.

Ein Auszug der Eigenschaften von Wasserstoff bei der Verbrennung:

Bei seiner Verbrennung bildet sich, abgesehen von Wasser in Form von Wasserdampf, nur eine sehr kleine Menge Stickoxid durch die Reaktion mit Luftstickstoff. Es entstehen keine Kohlenwasserstoffe, keine Schwefeloxide, kein Kohlenmonoxid, nicht einmal Kohlendioxid (CO2), welches bei der Verbrennung von fossilen Brennstoffen freigesetzt wird und für den Treibhauseffekt verantwortlich gemacht wird.

Quelle: http://www.hydrogeit.de/eigenschaften.htm

 

[drago-museweni]

Hört sich gut an auch das es von Samsung kommt, dann könnte man wohl wirklich mit einem Erscheinen rechnen die geringere Ladezeit ist schon einmal sehr gut, und eine höhere Energiedichte auch.

@Che-Tah das Problem bei den Lithium-Luft Akkus ist das, die Luft in dem Akkus verändert und so ein Teil davon aufgelöst wird es wird noch einem passenden Material gesucht soviel ich da noch weiß......

Deswegen sollten ja Lithium-Glas Akkus kommen oder gleich Natrium-Glas..

 

[Wattwanderer]

Eben, ich sage das schon seit jeher. E-Autos können und werden keine Lösung sein. Das diese jetzt von der Politik so forciert werden kann ich nicht nachvollziehen. Kann ja sein, das lokal betrachtet erstmal nichts hinten raus kommt.

Genau darum geht es. Diesel verursacht hohe Konzentration von Stickoxide in Städten während Stoßzeiten. Das versucht man räumlich und zeitlich zu entzerren. Idealerweise würde die Gesamtbilanz günstiger ausfallen aber selbst moderat ungünstiger wäre ein geeignetes Mittel zur Einhaltung der Grenzwerte.

Ist wie Elektrogabelstapler in Lagerhallen. Es mag günstigere Dieselvarianten geben aber man will den Fahrer nicht umbringen.

Ergänzung (28. November 2017)

Mal die ganzen anderen Probleme aussen vor gelassen, kann das Elektroauto allein schon aus Gründen des Rohstoffabbaus und der weltweiten Rohstoffvorkommen für die Akkus nicht die Lösung sein.
Die derzeitige jährliche Förderung von Li2CO3 reicht gerade mal für 650.000 E-Autos und nach 5-6 Jahren wären die weltweit geschätzen Vorkommen komplett aufgebraucht. Sonstige Anwendungszwecke komplett aussen vor gelassen.

Meinst du so wie Erdöl nach 30 Jahren alle war? Nach 1920 gab es kein Erdöl mehr. Zum Glück. Sonst hätten wir so viel CO2 in die Atmosphäre rausgeblasen, dass der Treibhauseffekt eingesetzt hätte.

 

[Ko3nich]

Weil es aus Graphit hergestellt wird soll es nicht Graphen heißen?

Habe ich nie behauptet.

Die Betonung liegt auf dem e und nicht auf dem ph....

[...]

Wobei Graphen wie Graphit auch nur Kohlenstoff ist...

Graphen ist also nur die eindeutschung des englischen graphene was im Gegensatz zu "Carbon" konsistent ist...

Die Betonung liegt genau genommen auf der zweiten Silbe.
Und wenn man sowas tun möchte kann man sich auch die Mittel der deutschen Sprache zu nutze machen. Zum Beispiel mit einem H.
Oder man übernimmt es gleich 1:1.

Das wäre auch weniger ein Problem wenn es das Wort im deutschen nicht schon gäbe.

 

[nitech]

Naja trotzdem ist die Herstellung von Wasserstoff nicht ohne wenn man nicht einen Energieüberschuss aus regenerativer Energie hat, das dann auch noch ineffizient zu Verbrennen und dabei noch Abgase produziert werden... Außerdem gibt es momentan keine Autos mehr mit Hydrogenverbrenngsmotor (BMW hattemal welche, aber die Forschung dahingehend eingestellt)

 

[SlaterTh90]

Wie ist das eigentlich mit dem Lithium-Vorkommen? Ich habe schon gehört das es schlicht unmöglich ist jedes Auto mit einem Akku auszurüsten - zusätzlich zu all den anderen Geräten - weil einfach nicht genug Lithium auf unserem Planeten ist.

 

[Vindoriel]

Na, da hat wer aber richtig Ahnung von E-Technik...

Bei schon unter 100 A tropfen fingerdicke Metallstangen in Bruchteil einer Sekunde glühend auf den Boden.

Darum nimmt man auch Kupfer und kein V2A, weil Kupfer 40 mal besser leitet. Da reichen auch 16 mm² aus als "Metallstange" bzw. 25 mm² bei Alu.

Bei hohen Spannungen gibt es meterlange Lichtbögen.

Schon klar, aber wir reden über Niederspannung und nicht Hochspannung. Davon mal abgesehen: Schonmal was von "Pilotkontakt" gehört?

Jedenfalls würde ich lieber mit einer Kippe im Mundwinkel und Zapfhahn in der Hand an der Tankstelle stehen als neben einem Auto das mit solcher Leistung geladen wird.

Du fährst bestimmt Diesel... Da könntest Du auch die Kippe an die Tanköffnung halten, weil Diesel erst ab 55 °C brennbare Dämpfe entwickelt.

Statt dem Markennamen Kevlar sagt man heute im Deutschen auch Carbon... was wiederum Schwachsinn ist weil Carbon auf Englisch nur Kohlenstoff heißt und ein Ami deswegen auch carbon fibers sagt...

Falsch, den "Carbon" sagt man zu dem "schwarzem Zeug", was Kohlefasern (Kohlenstoff) sind.
Kevlar ist von Natur aus gelb und ein Aramid bzw. Kunststoff und wird nicht als "Carbon" bezeichnet.

Wie ist das eigentlich mit dem Lithium-Vorkommen? Ich habe schon gehört das es schlicht unmöglich ist jedes Auto mit einem Akku auszurüsten - zusätzlich zu all den anderen Geräten - weil einfach nicht genug Lithium auf unserem Planeten ist.

Vorher geht uns erstmal das Neodym (benötigt für die starken Magnete in den Motoren) aus...

 

[druckluft]

Für ein durchschnittles E-Auto werden beispielsweise 50kg Li2CO3 benötigt.

Zahlen zu Produktion und Vorkommen: https://de.wikipedia.org/wiki/Lithium#Produktion_und_Reserven

Weltweite KFZ Produktion: https://de.statista.com/statistik/daten/studie/159780/umfrage/weltweit-jaehrlich-hergestellte-pkw/

Das ganze ist simpelste Grundschulmathematik, zu der gewisse Politikerkreise nicht fähig sind.

 

[Phneom]

Eben, ich sage das schon seit jeher. E-Autos können und werden keine Lösung sein. Das diese jetzt von der Politik so forciert werden kann ich nicht nachvollziehen. Kann ja sein, das lokal betrachtet erstmal nichts hinten raus kommt. Aber um die Energiespeicher herstellen zu können, werden Rohstoffe benötigt deren Gewinnung um einiges schmutziger ist als die Gewinnung fossiler Brennstoffe und die noch dazu in deutlich geringerem Maße vorkommen als Erdöl.

Naja man denkt halt anders. Weniger Emissionen direkt in der Stadt. Aber ja sonderlich umweltfreundlicher sind die Autos ja auch nicht. Abgesehen davon kosten E-Autos eh derzeit noch so viel als das es sich eh nicht lohnt.

Ich sehe wenn überhaupt nur Wasserstoff als Alternative. Der ist unter bestimmten Voraussetzungen ebenfalls Klimaneutral herzustellen und gibt bei der Oxidation 90% seiner zur Gewinnung eingesetzten Energie ab. Er ist unbegrenzt verfügbar und in der Verbrennung sehr sauber. Zudem kann man bestehende Technologien (Motoren) kostengünstig umrüsten um ihn zu nutzen.

Dachte ich auch lange aber Wasserstoff ist hochflüchtig und naja sonderlich sicher ist es auch nicht.
Viel eher sollte man Alkohol nehmen sprich einen Schritt weiter, nicht Ethanol sondern Methanol.
CO2 + Wasser + Strom = Methanol, genauso könnte man Wind und Solarkraft "speichern" denke ich.
Mit Erdgas könnte man Strom erzeugen und gleichzeitig Methanol produzieren.
Statt Benzin könnte man schlicht Methanol tanken und als Antrieb eine Kombination aus Brennstoffzelle und E-Motor nutzen.Man will eher denke ich die Abgase komplett aus den Städten entfernen und fossile Brennstoffe sind eben meist billiger.

 

[Beitrag]

Nur einer der beiden Durchbrüche wäre schon grandios aber 5x schnellers Laden und 45% höhere Kapazität sind der heilige Gral.

Graphen ist generell so der heilige Gral. Mir fällt kein anderes Material ein, das so unglaublich viele nützlichen Eigenschaften in sich vereint.
Jetzt muss man es "nur noch" in Massenproduktion bringen.

 

[Limit]

Wasserstoff ist zwar recht schwer zu lagern, aber das hat man mittlerweile einigermaßen im Griff. Zukünftig bietet sich Graphen als Material für Wasserstofftanks an, da dieses selbst für Wasserstoff undurchlässig ist und zusätzlich noch höhere Drücke als bisher erlaubt was die derzeit relativ niedrige Dichte bezogen auf das Volumen verbessert. Ein Nachteil hat es aber, nämlich den Wirkungsgrad von nur ~40% (Well-to-Wheel), der bei zusätzlicher Umwandung in Methanol noch niedriger ausfällt. Daher wäre es aus ökologischer Sicht erst sinnvoll, wenn entsprechend viel klimaneutrale Energie zur Verfügung stände. Bis dahin ist Wasserstoff nur für Bereiche interessant bei denen Batterien nicht praktikabel sind, z.B. bei Busse/LKWs für den Fernverkehr oder Flugzeuge.

 

[Fragger911]

..., kann das Elektroauto allein schon aus Gründen des Rohstoffabbaus und der weltweiten Rohstoffvorkommen für die Akkus nicht die Lösung sein.
Die derzeitige jährliche Förderung von Li2CO3 reicht gerade mal für 650.000 E-Autos und nach 5-6 Jahren wären die weltweit geschätzen Vorkommen komplett aufgebraucht. Sonstige Anwendungszwecke komplett aussen vor gelassen.

Der Clou bei Kohlenstoff und Graphen insbesondere besteht ja in der (bis jetzt theoretischen) Möglichkeit, nur daraus einen leistungsfähigen Energiespeicher zu entwickeln.
Eben OHNE die ganzen Seltenen Erden... und Kohlenstoff gibt es nun wahrlich nicht zu knapp auf diesem Planeten.

 

[druckluft]

Der Clou bei Kohlenstoff und Graphen insbesondere besteht ja in der (bis jetzt theoretischen) Möglichkeit, nur daraus einen leistungsfähigen Energiespeicher zu entwickeln.

im Artikel ist aber davon die Rede, dass weiterhin Lithium verwendet wird:

Die Autoren versprechen sich durch den Einsatz der „Popcorn-artigen" Strukturen auf Anode und Kathode des Lithium-Ionen-Akkus bis zu fünf Mal schnellere Ladezeiten als mit der bisher verwendeten Technologie sowie eine bis zu 45 Prozent höhere Kapazität pro Volumeneinheit.

Wird glaube ich auch ziemlich schwierig ein anderes Material zu finden, welches bei Akkus ähnlich hohe Energiedichten erlaubt.

 

[Fragger911]

@druckluft
Wo nehme ich denn speziell Bezug auf den Artikel? Ich zitierte einen Kommentar und nicht den Artikel selbst.
Reine Graphenbatterien sind ein Ziel am/hinterm Horizont der Erkenntnis.
Es gibt tonnenweise Material aus wissenschaftlichen Quellen zum Thema und ich hab hier von unterwegs, nicht nur gefühlt, keinen Bock das Googlen zu übernehmen.

 

[Wattwanderer]

Für ein durchschnittles E-Auto werden beispielsweise 50kg Li2CO3 benötigt.

Zahlen zu Produktion und Vorkommen: https://de.wikipedia.org/wiki/Lithium#Produktion_und_Reserven

Weltweite KFZ Produktion: https://de.statista.com/statistik/daten/studie/159780/umfrage/weltweit-jaehrlich-hergestellte-pkw/

Das ganze ist simpelste Grundschulmathematik, zu der gewisse Politikerkreise nicht fähig sind.

Zugegeben, Li ist ein perfekter Partner bei Akkus aber es ist ja nicht so, dass man Akkus nur mit Li bauen kann. Wenn es knapp genug wird, dann wird der Preis steigen und dann werden Alternativen durchaus finanziell gangbar. Notfalls packt man 500kg zusätzlich ins Auto.

Wir Menschen neigen Probleme meist dann zu lösen wenn sie da sind statt gleich abzuwinken weil man Probleme erahnt.

Man vergisst schnell sobald die Meldungen aus den Schlagzeilen verschwinden aber saurer Regen und Ozonloch waren ja durchaus globale Phänomene an denen wir nicht ganz unbeteiligt waren. In D auch die Überdüngung der Flüsse und Seen die dadurch umkippten.

Jetzt drückt uns die Luftverschmutzung mehr als die sich abzeichnende Li Knappheit.

 

[CS74ES]

Interessant, irre für was das Zeug alles gut ist, aber 2-Dimensional? Wie soll man sich das Vorstellen? Selbst Atome sind 3 Dimensional.

 

[Obvision]

Für ein durchschnittles E-Auto werden beispielsweise 50kg Li2CO3 benötigt.

Zahlen zu Produktion und Vorkommen: https://de.wikipedia.org/wiki/Lithium#Produktion_und_Reserven

Weltweite KFZ Produktion: https://de.statista.com/statistik/daten/studie/159780/umfrage/weltweit-jaehrlich-hergestellte-pkw/

Das ganze ist simpelste Grundschulmathematik, zu der gewisse Politikerkreise nicht fähig sind.

Nur dass du da chemisch gesehen ne Milchmädchenrechnung hast.
Li2CO3 enthält gerade einmal ~9,5% (Gewichtsprozent) reines Lithium, damit würde ein Elektroautomobil also "nur" 4,73 kg Lithium benötigen.

 

[luxx]

Henrik Fisker prophezeit zu 2024 einen Akku für Pkw, welcher mit einer Ladezeit von 1 Minute eine Reichweite von 800km bieten soll.

Im Smartphone Segment wären wir froh wenn der Akku mal deutlich über 1-2 Tage mit intensiver Nutzung kommt...

 

[Beitrag]

Interessant, irre für was das Zeug alles gut ist, aber 2-Dimensional? Wie soll man sich das Vorstellen? Selbst Atome sind 3 Dimensional.

Die Struktur ist 2D.

 

[MRM]

Mal die ganzen anderen Probleme aussen vor gelassen, kann das Elektroauto allein schon aus Gründen des Rohstoffabbaus und der weltweiten Rohstoffvorkommen für die Akkus nicht die Lösung sein.
Die derzeitige jährliche Förderung von Li2CO3 reicht gerade mal für 650.000 E-Autos und nach 5-6 Jahren wären die weltweit geschätzen Vorkommen komplett aufgebraucht. Sonstige Anwendungszwecke komplett aussen vor gelassen.

Es wird auch schon an Akkus gearbeitet, die Natrium statt Lithium verwenden.

https://cen.acs.org/articles/95/web/2017/02/solid-new-approach-sodium-batteries.html