Kalium-Ionen Akku

Alles zum Energiespeicher eines Elektroautos

Kalium-Ionen Akku

Beitragvon PowerTower » Fr 9. Okt 2015, 00:24

Sehr interessant und vielleicht gar nicht so abwegig:
http://www.sonnewindwaerme.de/panorama/ ... tt-lithium

Vor 83 Jahren hat man wohl die Behauptung aufgestellt, dass Kalium nicht mit Kohlenstoff-Elektroden kombiniert werden kann. Nun kommt ein Professor für Chemie daher, probiert es einfach mal aus und stellt fest: es funktioniert ja doch.

Und anscheinend gar nicht so schlecht. Vor- und Nachteile gegenüber Lithium-Ionen Akkus:
+ Kalium ist ein billiger, gut verfügbarer Rohstoff
+ längere Lebensdauer durch stabilere Struktur des Kristallgitters
+ einfacheres Recycling
- Energiedichte kann das Niveau von Lithium-Ionen Akkus nicht erreichen

Damit eignen sich diese Akkus eher nicht für langstreckentaugliche E-Autos, aber sie können die Sub-200 km Fahrzeuge möglicherweise billiger machen. Mein Auto bietet jedenfalls Platz für 250 kg Stromspeicher, das sollte problemlos für 25 kWh Kalium-Ionen Akku genügen. ;) Jetzt wäre es interessant zu wissen, welche Kosten für Lithium als Rohstoff tatsächlich je kWh anfallen. Denn das wäre wohl die maximale Ersparnis, um die es hier geht.

Ich finde es prinzipiell gut, wenn man verschiedene Wege einschlägt. Eine "Akkumonokultur" die sich auf wenige Rohstoffe fixiert, kann schnell neue Probleme in der Welt schaffen. Bleibt abzuwarten, ob ein Akkuhersteller auf den Zug aufspringt.

Ähnliches gilt wohl für den Natrium-Ionen Akku:
http://www.solarenergystorage.org/strom ... ternative/
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Re: Kalium-Ionen Akku

Beitragvon Super-E » Fr 9. Okt 2015, 11:02

Ja, klingt recht interessant. Wenn man mal recherchiert gibt es nur zwei originäre Meldungen zu dem Thema, auf die sich alle anderen beziehen. Ein Prototyp von 2011 (andere Universität) und eben die neue Meldung von diesem Jahr. Was ist aus dem Prototypen von 2011 geworden? Das Konzept ist auf jeden Fall interessant. Wenn nicht für EVs, dann vor allem für stationäre Speicher. Es gibt bei der Forschung auch immer viele Sackgassen, daher ist es auch nicht schlecht, wenn es viele Optionen gibt. Das schlechte stirbt dann schon aus.

Leider gibt es mal wieder kaum konkretes. Ich bekomme immer einen Hals, wenn es relative Vergleiche gibt. Aktuelle Li Akkus im Einsatz haben gravimetrische Energiedichten zwischen 100 und 250 Wh/kg. Welche davon wird man nicht erreichen? Oder wird man immer nur etwas zurück bleiben und erreicht aber irgendwann die Werte von Li heute? Erreicht man langfristig 50Wh/kg wird das zu wenig sein (für EVs - stationär ist es egal). 150Wh/kg, wäre hingegen besser als aktuell beim i3…

Die Reichweite von kleinen Fahrzeugen wurde/wird nicht durch Energiedichte bzw. Gewicht der Akkus limitiert, sondern durch den hohen Preis der Akkus. Ein 50kWh Akku mit BMS und Co. kostet immer noch >10k€ für den Hersteller. Das ist doppelt so viel, wie ein kompletter klassischer Kleinwagen (Produktionspreis ohne Entwicklungsabschreibung und Gewinn). Ob der jetzt 200kg oder 350kg wiegt lässt sich konzeptionell eher verkraften.

Hat man günstige aber schwere Akkus zur Verfügung, kann man sich auch neue Konzepte ausdenken. Ggf. sieht man auch irgendwann Akkuhybride (Li-S mit sehr hoher Dichte aber schlechter Zyklenfestigkeit für einige Langstrecken im Jahr + Ka – Ion mit hoher Belastbarkeit und Haltbarkeit für die täglichen 50km)

Hätte ich derzeit eine billigen Akku zur Verfügung, würde ich unseren Geländewagen umrüsten. Gewicht spielt da absolut keine Rolle mehr…
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Re: Kalium-Ionen Akku

Beitragvon eDEVIL » Fr 9. Okt 2015, 11:10

Sehr interessant. Wie schauts dabei bzgl. Sicherheit aus?
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"Online" heißt nicht, das ich gerade hier im Forum aktiv bin.

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Re: Kalium-Ionen Akku

Beitragvon m.k » Fr 9. Okt 2015, 11:17

Kalium ist auch sehr reaktiv, also dürfte es ähnlich wie bei Li-Ionen Akkus sein..
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Re: Kalium-Ionen Akku

Beitragvon PowerTower » Fr 9. Okt 2015, 11:39

Das kann man so nicht verallgemeinern. Es gibt verschiedene Li-Ionen Akkus, z.B.:
- Lithium-Metall-Oxid Kathode + Graphit Anode
- Lithium-Metall-Oxid Kathode + Lithium-Titanat Anode
- Lithium-Eisenphosphat-Kathode + Graphit Anode
- Lithium-Eisenphosphat-Kathode + Lithium Titanat Anode

Diese verhalten sich bezüglich der Sicherheit vollkommen unterschiedlich und wirklich reaktiv ist nur die erstgenannte Zusammensetzung, die auch bei den Autos zu finden ist. Wenn man nun einfach das Lithium gegen Kalium ersetzt ist es durchaus denkbar, dass sich dabei ähnliche Eigenschaften ergeben.

Aber wie auch immer, es gibt nur einen mir bekannten Fall wo das Auto durch einen beschädigten Akku in Flammen aufging und der Fahrer wurde vorher sogar gewarnt. Also man hat es mittlerweile gut im Griff.
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Re: Kalium-Ionen Akku

Beitragvon umberto » Fr 9. Okt 2015, 22:28

PowerTower hat geschrieben:
Jetzt wäre es interessant zu wissen, welche Kosten für Lithium als Rohstoff tatsächlich je kWh anfallen. Denn das wäre wohl die maximale Ersparnis, um die es hier geht.


http://de.globtek.com/lithium-polymer-battery-packs/

Hier hat ein 60Wh-Akku 4.8g Li. D.h. für einen 25 kWh-Akku wären das 2 kg. Ich habe auch schon bis zu 4 kg gelesen.

Weltmarktpreis für eine Tonne Li:
http://www.faz.net/aktuell/finanzen/dev ... 98597.html

ca. 5000$, d.h. 2 kg kosten ca. 10$-20$.

Nicht der Knaller...das Geld steckt wohl eher im KnowHow und in der Skalierung (oder der momentan nicht ausreichenden) Skalierung der Herstellung.

Gruss
Umbi
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