Buchstäblich Eine Neue EV-Batterie Mit Größerer Reichweite Kochen

Nicht wirklich. Sie haben diese neue Batterie für Elektroautos buchstäblich aus Maisstärke gekocht. Ein Forscherteam des Korea Institute of Science and Technology hat es sich zur Aufgabe gemacht, Graphit in einer EV-Batterie zu ersetzen, und die Antwort war (fast) so einfach wie das Einschalten des Gartengrills. Für Bonuspunkte führt die neue Batterie auch nachhaltigeres, biobasiertes Material in die Lieferkette von Elektrofahrzeugen ein.

Forscher haben eine auf Mais basierende Alternative zu Graphit in einer EV-Batterie entwickelt (KIST über Eurekalert).

Lösen des Puzzles der EV-Batterieversorgungskette

Um es ganz klar zu sagen: Elektrofahrzeuge schlagen herkömmliche Autos bei den CO2-Emissionen im Lebenszyklus um Längen. Da sich der EV-Markt jedoch aufheizt, achten Autohersteller verstärkt auf Lieferkettenprobleme im Zusammenhang mit den in Batterien verwendeten Materialien.

Die Entwicklung einer umweltfreundlicheren EV-Batterie steht seit mindestens 1995 auf der To-Do-Liste des US-Energieministeriums. Aus wirtschaftlichen und nationalen Verteidigungsgründen hat die Behörde auch ein Interesse daran, Batteriematerialien zu fördern, die im Inland hergestellt werden können.

Die neue KIST-Forschung könnte in beiderlei Hinsicht einen großen Schritt nach vorne bedeuten. Im Rahmen der Studie wird ein biobasierter Ersatz für Graphit entwickelt, der derzeit das Material der Wahl für die Anoden von Lithium-Ionen-Batterien ist.

Als biobasierte Alternative umgeht das neue Material Umweltprobleme im Zusammenhang mit dem Graphitabbau.

Es löst auch das Problem der inländischen Beschaffung. In den USA gibt es viel Mais, aber der Graphitabbau in diesem Land wurde nach 1990 eingestellt (obwohl unser Nachbar Kanada einer der weltweit führenden Lieferanten ist, hinter Brasilien und natürlich China).

Biobasierte Materialien für eine bessere EV-Batterie

Abgesehen von Nachhaltigkeitsaspekten gilt Graphit als einer der Faktoren, die die Reichweite von EV-Batterien einschränken.

Forscher haben sich aufgrund seiner überlegenen Energiespeicherkapazität auf Silizium als Ersatz für Graphit konzentriert. Silizium allein hält jedoch den Zyklenanforderungen von wiederaufladbaren Batterien nicht stand. Es dehnt sich beim Laden aus und schrumpft beim Entladen, was zu einer kurzen, instabilen Lebensdauer führt.

Eine aufkommende Strategie besteht darin, Silizium mit anderen Materialien zu kombinieren, und hier setzt die neue KIST-Forschung an.

Mit einem „einfachen thermischen Verfahren zum Braten von Lebensmitteln“löste das Team Maisstärke in Wasser auf, vermischte es mit Öl und Silizium und erhitzte das Gebräu.

Der Prozess fixierte mikrometergroße Kohlenstoffkügelchen fest um das Silizium herum, mit einer zusätzlichen Schicht aus graphitischem Kohlenstoff. Die Kugeln verhindern, dass sich das Silizium während der Ladezyklen ausdehnt, und sie sorgen auch für eine effizientere Leitfähigkeit.

Das spiegelt sich in der Leistung der neuen Batterie wider, wie sie KIST beschreibt:

Die vom Forschungsteam entwickelten Verbundmaterialien zeigten eine viermal höhere Kapazität als die von Graphitanodenmaterialien (360 mAh/g ~ 1, 530 mAh/g) und eine stabile Kapazitätserhaltung über 500 Zyklen. Es wurde auch festgestellt, dass die Materialien es ermöglichen, Batterien in nur fünf Minuten auf mehr als 80 % ihrer Kapazität aufzuladen.

Kinder, versuchen Sie das nicht zu Hause

Die vollständige KIST-Studie ist in der Zeitschrift Nano Letters verfügbar. Wenn Sie es auf anderen Websites erwähnt gesehen haben und den Link nicht finden können, machen Sie sich jetzt Sorgen. CleanTechnica hat viele lange Minuten damit verbracht, es für Sie aufzuspüren.

Hier steht es unter dem Titel „Nano/Microstructured Silicon-Carbon Hybrid Composite Particles Fabricated with Corn Starch Biowaste as Anode Materials for Li-Ion Batteries.”

Wenn Sie das mit C3H6-Gas entdeckt haben, ist das der Kraftstoff, den sie zum Braten ihres EV-Akkus verwendet haben.

Wenn Sie dies zu Hause versuchen, verwechseln Sie C3H6 nicht mit C3H8. C3H6 ist die chemische Formel für Cyclopropan, nicht für Propan. Cyclopropan ist ein bisschen anders als normales altes grillfreundliches Gas:

Es lässt sich leicht entzünden. Die Dämpfe sind schwerer als Luft. Der Kontakt mit der Flüssigkeit kann Erfrierungen verursachen. Es kann durch Luftverdrängung ersticken und wirkt in hoher Konzentration (früher als Narkosegas verwendet) narkotisch. Bei längerer Einwirkung von Feuer oder starker Hitze können die Behälter heftig platzen und hochschnellen.

Ooooooooooooooooooooooooooooooooooooooooo!

Wie auch immer, wenn alles klappt, können Sie Maisstärke zu der wachsenden Liste biobasierter Materialien hinzufügen, die in der Automobillieferkette erscheinen, zusammen mit Löwenzahngummi und Kuhknochen, unter anderem.

In der Zwischenzeit hier in den USA verfolgt das Energieministerium Silizium für Lithium-Ionen-Batterien durch das – Sie ahnen es – Silicon Anode Consortium. CleanTechnica versucht zu sehen, ob biobasierte Optionen, gebraten oder nicht, auf der Speisekarte stehen, also bleiben Sie dran.

Bild (Screenshot): Korea Institute of Science and Technology über Eurekalert.org.