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Batterie als Teil des Körpers

30.03.2021

Wissenschaftler haben eine Batteriezelle entwickelt, die dem Auto kein zusätzliches Gewicht hinzufügt, da sie ein Bestandteil der Karosserie ist.

Batterien fügen Elektrofahrzeugen ziemlich viel zusätzliche Masse hinzu. Doch Wissenschaftler haben einen Weg gefunden, dies zu beheben: Sie haben eine Batterie entwickelt, die gleichzeitig Teil der Karosserie eines Autos sein kann.

Schwere und sperrige Batterien sind einer der Hauptfaktoren, die die Bewegungsfreiheit von Elektrofahrzeugen – Flugzeugen, Autos und Drohnen – einschränken. Weltweit arbeiten Forscher daran, Batterien mit möglichst hoher Energiespeicherdichte herzustellen.

Im Jahr 2018 veröffentlichten Wissenschaftler der Chalmers University of Technology eine Studie, die eine neue Art von Kohlenstofffasern mit der richtigen Anordnung von Kristallen beschrieb. Diese Faser kombiniert die hohe Steifigkeit, die für die Verwendung als Strukturmaterial in einem Automobil erforderlich ist, mit der Fähigkeit, elektrische Ladung zu speichern.

Jetzt haben dieselben Forscher eine ganze Batterie aus Kohlefaser konstruiert, die zehnmal effizienter ist als ihre Gegenstücke. Die Batterie besteht aus einer negativen Elektrode aus Kohlefaser und einer positiven Elektrode aus Aluminiumfolie, die mit Lithiumeisenphosphat beschichtet ist. Die Elektroden sind durch eine Glasfaserschicht getrennt, die als strukturelle Matrix des Elektrolyten dient. Diese Schicht ermöglicht gleichzeitig die Bewegung von Lithium-Ionen zwischen den Elektroden wie in einer herkömmlichen Batterie und hilft, die mechanische Belastung auf verschiedene Teile der Struktur zu verteilen.

„Masselosen“ Energiespeicher nennen die Forscher ihre Entwicklung, weil sie im Gegensatz zu einer herkömmlichen Batterie dem Fahrzeug keine Masse hinzufügt. Zumindest in der Theorie. Dies ist zweifellos ein großes Plus der Technologie, aber ihre Anwendung erfordert einige Kompromisse. Beispielsweise beträgt die Energiespeicherdichte einer solchen Batterie 24 Wh/kg – etwa 5-mal weniger als bei bestehenden Lithium-Ionen-Batterien. Solche Strukturmaterialien können jedoch in Verbindung mit herkömmlichen Batterien verwendet werden, was die Laufleistung des Autos mit einer einzigen Ladung erhöht.

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Diese Anmeldung wurde im Juli 2019 beim UK Intellectual Property Office eingereicht. Sie beschreibt einen Kopfhörer mit in die Ohrmuscheln eingebauten Luftfiltern. Das Schema zeigt einen Streifen eines zusätzlichen Stirnbandes, das mit dem Mund des Trägers verbunden ist und dem Träger saubere Luft liefert. Wenn sich der Benutzer in einer Umgebung mit sauberer Luft befindet, kann dieses optionale Stirnband hochgezogen werden.

Die Patentanmeldung besagt auch, dass die Ohrpolster eingebaute Motoren haben, die sich mit einer Geschwindigkeit von etwa 12 Umdrehungen pro Minute drehen. Dies gewährleistet das Ansaugen von ca. 1,4 Liter Luft pro Sekunde. Eine derart hohe Betriebsgeschwindigkeit der Motoren kann jedoch zu einem merklichen Geräusch führen, dessen Quelle sich unmittelbar in der Nähe der Ohren des Benutzers befindet.

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