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Kabelloses Laden für Elektrofahrzeuge von Toyota

11.12.2013

Die Toyota Motor Corporation hat eine Vereinbarung mit der WiTricity Corporation, einem Hersteller von Induktionsladegeräten, getroffen. Die Besonderheit des Geschäftsmodells von WiTricity besteht darin, dass keine fertigen Produkte verkauft werden, sondern Lizenzen für deren Entwicklung. Durch die Zusammenarbeit erhält Toyota Zugang zu den Technologien der WiTricity Corporation. Das ultimative Ziel ist es, sowohl vollelektrische als auch hybride Toyota-Fahrzeuge mit drahtlosen Batterieladesystemen auszustatten.

Auf WiTricity-Patenten basierende Ladegeräte nutzen den klassischen Effekt der elektromagnetischen Induktion, bei dem zwei Spulen mit Strom wechselwirken. In diesem Fall ist eine der Spulen in den an das Stromnetz angeschlossenen Sender eingebaut (er kann beispielsweise auf dem Garagenboden liegen), und die zweite Spule befindet sich im Auto. Der Akku lädt sich automatisch auf, wenn das Auto über dem Sender geparkt wird.

Bei Personenkraftwagen ermöglicht die Technologie das Aufladen einer "leeren" Batterie in 4 Stunden, während 3,3 auf 6 kW Energie übertragen werden. Diese Zahl kann bei größeren Fahrzeugen 25 kW erreichen. Die Entwickler berichten, dass das kabellose Laden etwa genauso lange dauert wie das herkömmliche Laden am Stromnetz.

Bis heute wurde nicht festgelegt, in welchen Toyota-Automodellen die WiTricity-Technologie zum Einsatz kommen wird. Im August 2013 kündigte der japanische Autohersteller Pläne an, seine grüne Prius-Linie um drahtlose Ladefunktionen zu erweitern. Damals ging es um das 2014er Toyota Prius Plug-In Modell.

Laut Analysten von IHS Automotive gibt es heute weltweit mehr als 2445 CHAdeMO-Express-Ladestationen, etwa doppelt so viele wie noch vor einem Jahr. Die CHAdeMO-Technologie wird von mehr als 57 Elektrofahrzeugen (einschließlich Mitsubishi i-MiEv, Nissan Leaf und Honda Fit EV-Modellen) unterstützt, die etwa 80 % des Marktes für Nicht-ICE-Fahrzeuge ausmachen.

Die Kosten für die Installation einer CHAdeMO-Ladestation liegen zwischen 20 und 30 US-Dollar.Eine solche Station ermöglicht das Aufladen der Batterien in etwa 20 Minuten, obwohl dies im Vergleich zu früher natürlich immer noch viel länger ist Tanken von Benzin an einer herkömmlichen Tankstelle.

Tesla Motors arbeitet an einer schnelleren "Auflade"-Methode. Das Unternehmen rüstet seine Fahrzeuge mit Akkus aus, die nach Entladung an spezialisierten Stationen ausgetauscht werden können. Dieser Batteriewechsel dauert nur 10 Minuten.

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Die Mühle verwandelt Graphen in einen Halbleiter 12.08.2013

Koreanische Physiker haben gelernt, mit einem Kugelbrecher Graphen in einen Halbleiter umzuwandeln, indem sie atmosphärische Stickstoffmoleküle daran binden, die zur Herstellung von Solarzellen oder zur Gewinnung von Stickstoff bei der Herstellung chemischer Reagenzien verwendet werden können.

Im Jahr 2012 erfanden Jung-Pom-baek vom National Institute of Science and Technology in Ulsan, Korea, und seine Kollegen eine sehr geniale „Extra-Budget“-Technik zur Herstellung von Graphen unter Verwendung von Graphitpulver, Trockeneiskristallen und einem Kugelbrecher. In der neuen Arbeit verwendeten sie dieselbe Technologie, um gleichzeitig Graphen herzustellen und darin Stickstoff zu fixieren.

„Stickstoff ist das am häufigsten vorkommende Gas in der Atmosphäre. Seine zweiatomigen Moleküle sind extrem inert und sie können mit Graphit verglichen werden, das als die chemisch stabilste Form von Kohlenstoff gilt. Ihr „Verkleben“ ist eine äußerst schwierige Aufgabe, die uns gelungen ist lösen", sagte Jong-Pom Pack.

Schon bei früheren Experimenten war den Wissenschaftlern aufgefallen, dass die im Inneren des Brechers entstandenen Graphenpartikel leicht Moleküle von Kohlendioxid und anderen Gasen an sich binden. Dies führte sie zu der Idee, dass die gleiche Technik verwendet werden könnte, um extrem inerte Stickstoffmoleküle auf Kohlenstoffplatten zu „kleben“.

Sie testeten diese Idee, indem sie einige Graphitstücke in einem Brecher mahlten, der nur Stickstoffmoleküle und Kohlenstoffmaterial enthielt. Das Experiment endete erfolgreich - bei einer bestimmten Lufttemperatur und einem bestimmten Luftdruck begannen sich Stickstoffmoleküle an den Kohlenstoffatomen an den "gebrochenen" Kanten der Graphitplatten anzulagern.

Diese Bindungen blieben während der Umwandlung von Graphit in Graphen stabil, was es Wissenschaftlern ermöglichte, eine beträchtliche Menge an „Edelkohlenstoff“ (wie Graphen manchmal genannt wird; es wurden jedoch mehrmals Nobelpreise für verschiedene Kohlenstoffformen verliehen) mit eingebetteten Stickstoffatomen zu erhalten drin. Dieses Material hat Halbleitereigenschaften, wodurch es als Basis für Solarzellen und Brennstoffzellen verwendet werden kann.

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