Download - Zukunftsszenarien für E-Mobilität
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Elektromobilität aus Sicht der Chemie: Welche Batteriesysteme muss man für attraktive Reichweiten entwickeln ?
Quelle der Photos: Wikipedia
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Daten aktueller Mitteklasse-Limousinen mit DieselmotorenQuelle: www.autobild.de
Realistische Verbräuche im Mischverkehr: ca. 6.5 – 7 l/100 kmGewicht Treibstoff + Tank: ca. 100 kgReichweite: bis zu 1000 km
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Ein wenig Chemie ….
Im Dieselmotor findet bei der Verbrennung (vereinfacht) folgende Reaktion statt:
2 C16H34 + 49 O2 32 CO2 + 34 H2O
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Ein wenig Chemie ….
Im Dieselmotor findet bei der Verbrennung (vereinfacht) folgende Reaktion statt:
2 C16H34 + 49 O2 32 CO2 + 34 H2O
Pro kg Dieselkraftstoff liefert diese Verbrennung ca. 12 kWh Energie
Aber: Ein sehr guter Dieselmotor nutzt davon nur ca. 5 kWh.
Für 1000 km Fahrtstrecke benötigen die genannten Mittelklasselimousinen ca. 70 Liter Dieselkraftstoff, entsprechend ca. 700 kWh Energie, davon genutzt ca. 300 kWh.
Mit höchst effizienten Elektromotoren würde ein Mittelklasse-Elektromobil ca. 300 kWh Energie für eine Reichweite von 1000 km benötigen.
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Wie ist eigentlich eine Lithiumionen-Batterie aufgebaut, und wie hoch ist ihre Energiedichte ?
http://de.wikipedia.org/wiki/Lithiumionenbatterie
Die Materialien:
Minuspol: LiC6
Pluspol: LiCoO2
Mit 1 kg beider Materialien erreicht man einen theoretischen Energieinhalt von:
0.5 kWh / kg
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Vergleichen wir einmal die Zahlen:
Dieselkraftstoff Lithiumionenbatterie
Primärenergie 12 kWh/kg 0.5 kWh/kgDavon nutzbar 5 kWh/kg 0.15 kWh/kg
Für 1000 km 60 kg 1500 kg !!
Kosten 110 € 60 € (300 kWh) (Batterie: ≈ 150.000 €)
Kann dieses Problem gelöst werden ?
JA – aber ……..
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Anforderungen an die flächendeckende Elektromobilität
1. Weiterentwicklung der Batterietechnologie nötig.
heute: 0.15 kWh/kg (Lithiumionen)5 Jahre: 0.3 kWh/kg (Lithiumionen, verbessert)10 Jahre: 0.5 kWh/kg (Zink/Luft, Lithium/Schwefel)20 Jahre: 1 kWh/kg (Lithium/Luft)30 – 40 Jahre: 3 kWh/kg (Lithium/Luft, ausgereizt)
2.Weiterentwicklung der Fahrzeugtechnologie (Leichtbau, Aerodynamik, Wärmedämmung, effiziente Elektrik)
3.Weiterentwicklung der Netze
4.Weiterentwicklung der Ladetechnik
5.Hybridfahrzeuge für die Übergangszeit
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Elektromobilität mit dem uns vertrauten Komfort ist in der Zukunft möglich, erfordert aber vielfältige Anstrengungen.
Leistungsfähige und preiswerte Batterien sind der Schlüssel zum Erfolg.
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„Nicht Fehler wiederholen und bei einer Schlüsseltechnologie der Zukunft den Anschluss verlieren!“
Impuls von Prof. Dr. Frank Endres