Batterien: Zelldicke ist nicht gleich Zelldicke

Mittels Volumenveränderungen Ladezustand, Alterung und Leistungsfähigkeit vorhersagen

Moderne Li-Ionen-Batteriezellen, wie sie unter anderem in Elektroautos verwendet werden, sind keine statischen Objekte. Sie verhalten sich bei Benutzung vielmehr dynamisch und verändern beim Laden und Entladen aufgrund von chemisch-physikalischen Vorgängen auf atomarer Ebene ihre Abmessungen. Gleiches passiert auch beim Altern, wenn irreversible Änderungen der Materialstruktur von Elektroden auftreten, die zu einer Veränderung der gesamten Batterie-Dicke führen. Forschenden am Institut für Photovoltaik der Universität Stuttgart dagegen kommt die Dynamik gelegen. (Bild: Kumulierte Ausdehnung des Zellradius über einen Lade- und Entladezyklus hinweg – CT -Bild des Innenlebens der Batteriezelle – © Universität Stuttgart, IPV) weiterlesen…

Flexibilitätswende

Einbindung industrieller Energiesysteme in regionale Strommärkte zur Stabilisierung des Stromnetzes

Damit Verbraucher und Industrie möglichst schnell mit immer größeren Anteilen von Wind- und Solarstrom versorgt werden können, muss das deutsche Energiesystem flexibler werden. Das geht nicht ohne die Industrie. Als einer der größten Energiekunden sollte sie künftig mit ihrem Bedarf aber auch mit der Bereitstellung und Speicherung von Energie aktiv und flexibel an den Energiemärkten handeln. Wie das geht und wie sich das lohnen kann, erforscht, erprobt und verwirklicht angewandte Forschung der Berliner Gesellschaft zur Förderung angewandter Informatik (GFaI) aus der Zuse-Gemeinschaft. weiterlesen…

Kernkraft auf dem Rückzug

Die konventionelle Atomenergie hat ausgedient, aber die Kernfusion könnte noch eine Wunderwaffe sein – von Gerard Reid

Kernreaktoren setzen eine erstaunliche Menge an Energie frei. In der Praxis kann ein Kilogramm Uran so viel Energie freisetzen wie 1.500 Tonnen Kohle. Bestehende Kernkraftwerke sind außerdem billig im Betrieb und CO2-frei, was den zusätzlichen Vorteil hat, dass sie keine Luftschadstoffe ausstoßen. Das eigentliche Problem bei der Kernenergie ist jedoch, dass die Kosten für den Bau neuer Anlagen im Laufe der Jahre gestiegen sind, ebenso wie die Kosten für die Stilllegung bestehender Anlagen. Hinzu kommt, dass die öffentliche Unterstützung für die Kernenergie nach einer Reihe von Unfällen – zuletzt in Fukushima – nachgelassen hat und die Atomindustrie nicht in der Lage ist, neue Anlagen fristgerecht oder innerhalb des Budgets zu bauen. Und schließlich ist es sehr schwierig, selbst für Pilotanlagen der nächsten Generation von Kerntechnologien eine Baugenehmigung zu erhalten. weiterlesen…

1.000 Standorte für Schnellladesäulen und Preismodell

Scheuer stellt Deutschlandnetz vor

Bundesverkehrsminister Andreas Scheuer hat am 16.08.2021 laut einer Medienmitteilung aus dem BMVI den Startschuss für die Ausschreibung des Deutschlandnetzes gegeben. Um die Grundversorgung mit Schnellladeinfrastruktur im Mittel- und Langstreckenverkehr bereitzustellen, schreibt das Bundesministerium für Verkehr und digitale Infrastruktur (BMVI) die Errichtung und den Betrieb von gut 1.000 Schnellladestandorten mit jeweils mehreren Ladepunkten aus. Damit entstehen mehrere Tausend neue Schnellladepunkte – das Deutschlandnetz. Sie ergänzen die bereits vorhandenen großen Schnellladestandorte und sorgen so deutschlandweit für eine flächendeckende und bedarfsgerechte Schnellladeinfrastruktur. Ladeleistungen bis 300 kW müssen vor Ort ermöglicht werden. (Grafik: Deutschlandnetz der 1.000 Ladestationen – © bmvi.de) weiterlesen…

AKASOL eröffnet Gigafactory

Europas größte Fabrik für Nutzfahrzeug-Batteriesysteme

Die AKASOL AG hat in Darmstadt ihre „Gigafactory 1“, Europas größte Fabrik für Nutzfahrzeug-Batteriesysteme, feierlich eröffnet. Die hochmoderne Fabrik verfügt einer Medienmitteilung zufolge in der ersten Ausbaustufe über eine Produktionskapazität bis 1 GWh, die bis Ende 2022 sukzessive auf 2,5 GWh ausgebaut wird. Neben dem hessischen Minister für Wirtschaft, Energie, Verkehr und Wohnen, TarekAl-Wazir, nahmen zahlreiche Vertreter aus Politik und Wirtschaft an der Eröffnungsfeierteil. (Foto: AKASOL Gigafactory 1 Darmstadt – Foto © akasol.com) weiterlesen…

Wasserstoff: Blau ist nicht das neue Grün

Laut Untersuchung schlimmer als Kohle, Diesel oder Erdgas

Eine Untersuchung der Stanford und der Cornell University zeige, dass blauer Wasserstoff mehr Treibhausgasemissionen verursachen könne als die durch Kohle und Gas erzeugte Wärme, schreibt auf pv magazine International. Die Modellierung klassifiziere die Emissionen von blauem Wasserstoff als Kohlendioxid und unverbranntes flüchtiges Methan sowie als Lebenszyklusemissionen im Zusammenhang mit dem Abbau, dem Transport, der Speicherung und der Nutzung von Methan. weiterlesen…

Konzept von Wendelstein 7-X bewährt sich

IPP: Teil der Optimierungsstrategie experimentell bestätigt – Energieverluste des Plasmas gesenkt

Eines der wichtigsten Optimierungsziele, die der Fusionsanlage Wendelstein 7-X im Max-Planck-Institut für Plasmaphysik (IPP) in Greifswald zugrunde liegen, wurde jetzt bestätigt – so eine IPP-Medienmitteilung. Eine Analyse von Wissenschaftlern des IPP in Nature zeigt: In dem optimierten Magnetfeldkäfig sind die Energieverluste des Plasmas in gewünschter Weise reduziert. Wendelstein 7-X soll beweisen, dass die Nachteile früherer Stellaratoren überwindbar und Anlagen vom Typ Stellarator kraftwerkstauglich sind. (Grafik: Magnetspulen in Wendelstein-X – © Max-Planck-Institut für Plasmaphysik/IPP) weiterlesen…

TU Ilmenau definiert Studium der Elektrotechnik neu

Klimawandel erfordert Lösungen in Wirtschaft und Gesellschaft

Die Technische Universität Ilmenau hat einer Medienmitteilung zufolge ihr Studium der Elektro- und Informationstechnik neu definiert. Durch diese Modernisierung hält das Studium mit dem rapiden Wandel in Wirtschaft und Gesellschaft durch die Digitalisierung Schritt. Eine noch fundiertere Grundlagenausbildung im Bachelorstudium rüstet die Studentinnen und Studenten nun für den raschen technologischen Wandel, das darauf aufbauende flexible praxisorientierte Masterstudium eröffnet allerbeste Karriereaussichten in Wirtschaft und Wissenschaft. Das neu definierte Studium der Elektro- und Informationstechnik startet in diesem Wintersemester. weiterlesen…

Wasserkraft stabilisieren mit Schwungmassen Netz nach Atom- und Kohleausstieg

Momentanreserve für künftige Versorgungssicherheit

Wenn im kommenden Jahr die letzten Kernkraftwerke in Deutschland vom Netz gehen, fällt damit dem Stromversorgungssystem auch Momentanreserve weg. Diese Systemdienstleistung sichert – neben der Regelleistung – die Stabilität der Netze im Falle von Störungen. Wie eine am 13.08.2021 veröffentliche Untersuchung der Rheinisch-Westfälischen Technischen Hochschule (RWTH) Aachen nun ergeben hat, können die Wasserkraftwerke in Deutschland eine Störung, zum Beispiel durch einen ungeplanten Kraftwerksausfall bis 500 MW, hinsichtlich der Momentanreserve ausgleichen. Das entspricht der Leistung eines mittelgroßen Kohlekraftwerkes. Damit leisten sie einen relevanten Beitrag zur künftigen Netzstabilität und Versorgungssicherheit. weiterlesen…

Zukünftige Batteriekosten

Erfolg der Mobilitäts- und Energiewende hängt davon ab

Seit Jahren gibt es bei den Kosten von Batterien einen deutlichen Abwärtstrend. Diese Entwicklung ist wichtig, da Batterien als zentrale Bauteile den Großteil der Kosten von Elektrofahrzeugen und stationären Energiespeichern ausmachen. Heute sind diese Produkte noch nicht vollständig wettbewerbsfähig und weitere Batteriekostenreduktionen sind erforderlich, damit eine ökonomisch tragfähige Wende zur Kohlendioxid-neutralen Gesellschaft gelingen kann. Für eine Weichenstellung durch die Politik und Industrie sind möglichst exakte Batteriekostenvorhersagen notwendig. Ein Forschungsteam der Universität Münster veröffentlichte am 02.08.2021 in Energy & Environmental Science (open access) einen umfangreichen Vergleich von Batteriekostenvorhersagen. weiterlesen…