IBM arbeitet künftig im Rahmen des Battery 500-Projektes mit den zwei führenden japanischen Chemiekonzernen Asahi Kasei und Central Glass zusammen. Gemeinsam soll das zukunftsweisende Forschungsprojekt weiter vorangetrieben werden, das der Elektromobilität zum Durchbruch verhelfen könnte.
Seit 2009 leistet IBM mit der Erforschung einer so genannten Lithium-Luft-Batterie Pionierarbeit im Bereich der nachhaltigen Mobilität. Diese Technologie hat das Potential, Elektroautos eine Reichweite von 500 Meilen bzw. 800 Kilometern mit einer Batterieladung zu ermöglichen.
“Schritt hin zu einer nachhaltigen und klima-freundlichen Mobilität“
“Als Partner im Battery 500-Projekt bringen Asahi Kasei und Central Glass jahrzehntelange Erfahrung in Materialinnovationen für die Automobilindustrie ein. Die Materialforschung ist ein Schlüssel, um die enorm hohen wissenschaftlichen und technischen Herausforderungen für eine praktische Umsetzung der Batterie zu lösen. Mit Hilfe der beiden Unternehmen können parallel verschiedene chemische Konzepte und Zusammensetzungen erprobt werden. „Asahi Kasei und Central Glass teilen unsere Vision von Elektroautos als einen wichtigen Schritt hin zu einer nachhaltigen und klimafreundlichen Mobilität,“ erklärt Dr. Winfried Wilcke, Initiator und Projektleiter des Battery 500-Projektes bei IBM Research – Almaden. „Ihr Know-how und ihre Bereitschaft, mit uns gemeinsam Innovationen in der Batterietechnologie anzupacken, bringt uns in der praktischen Umsetzung weiter voran.“
Der Chemikalienhersteller Asahi Kasei, ein weltweit führender Anbieter von Trennmembranen für Lithium-Ionen Batterien, wird seine Expertise in innovativen Membrantechnologien nutzen, um diese entscheidende Komponente der neuen Batterie zu entwickeln. „Wir arbeiten intensiv daran, ökologische Herausforderungen mit vielfältigen Technologien zu begegnen, um eine bessere Zukunft zu bauen. Diese Allianz ermöglicht es uns, einen neuen Weg zu höherer Akkuleistung zu erforschen, die nicht mit herkömmlichen Technologien erreicht werden kann“, sagt Tetsuro Ohta, Leiter des Advanced Battery Materials Development Center bei Asahi Kasei.
Lithium-Luft-Batterietechnologie
Central Glass, Marktführer in der Herstellung von Elektrolyten für Batterien, wird neue Elektrolyten und spezielle Zusatzstoffe für die Lithium-Luft-Batterietechnologie erforschen. Tatsuya Mori, Geschäftsführer von Central Glass betont: „Als langjähriger Partner von IBM sind wir begeistert über die Möglichkeit, unsere wissenschaftlichen Kenntnisse in einem so faszinierenden Bereich auszutauschen.“
Elektroautos, die mit heutigen Lithium-Ionen-Batterien angetrieben werden, fahren durchschnittlich etwa 150 Kilometer, bevor sie wieder aufgeladen werden müssen. Die geringe Reichweite wird daher als eines der grössten Hindernisse für eine flächendeckende Einführung von vollelektrisch betriebenen Autos angesehen. Die Lithium-Luft-Batterie könnte dies Problem lösen und den Weg hin zu bezahlbaren Elektroautos ebnen, die in der Lage sind, vergleichbare Entfernungen zurück zu legen wie heutige kraftstoffbetriebene Fahrzeuge. (IBM/mc/ps)
Über das Battery 500-Projekt
Der Übergang vom Benzin zur Elektrizität als wichtigste Energiequelle für Fahrzeuge könnte einen der grössten technologischen Wendepunkte in der modernen Industriegeschichte markieren. Seit Sommer 2009 arbeitet ein interdisziplinäres Team von Wissenschaftlern bei IBM Research in Almaden (Kalifornien) und Zürich gemeinsam mit weiteren führenden Universitäten, Firmen und Forschungsinstituten an der Erforschung einer so genannten Lithium-Luft Batterie. Ziel ist es, eine Batterie zu entwickeln, die im Vergleich zu heutigen Lithium-Ionen-Akkus eine bis zu zehnfach höhere Energiedichte aufweist und Elektroautos damit Reichweiten von bis zu 500 Meilen oder 800 Kilometern ermöglichen soll.
Ein grosser Vorteil der Lithium-Luft-Batterie ist, dass sie Sauerstoff aus der Umgebungsluft als Reaktionspartner nutzt. Dieser kann in der Kathode in leichten Nanostrukturen aus Kohlenstoff eingelagert werden. Damit kann die Batterie signifikant mehr Energie pro Kilogramm speichern, als dies mit den heutigen Technologien möglich ist.
Der Grundaufbau einer Lithium-Luft-Batterie besteht — wie bei allen Batterien — aus zwei Elektroden: In diesem Fall aus einer Metall-Elektrode aus Lithium – der Anode, und einer sauerstoffdurchlässigen Elektrode aus einer leichten Kohlenstoffstruktur – der Kathode. Beim Entladen der Batterie geben die Lithium-Atome der Anode Elektronen ab und wandern dann als Lithium-Ionen durch einen elektrisch leitfähigen Elektrolyten zur Kathode, wo sie mit Sauerstoff aus der Luft reagieren und das Reaktionsprodukt sich dann an der Kathode absetzt. Beim Aufladen wird der während der Fahrt (dem Entladen) aufgenommene Sauerstoff wieder in die Atmosphäre abgegeben. Bildlich gesprochen „atmet“ die Batterie während des Entladens Sauerstoff ein und gibt diesen während des Ladevorgangs wieder ab.
->Quellen und Zusammenfassung:
http://www.almaden.ibm.com/st/smarter_planet/battery/; http://ibmbattery500.tumblr.com/; http://www.ibm.com/de/de/