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Novel anode material paves way for 15-minute EV charging

Neuartiges Anodenmaterial ebnet den Weg für 15-minütiges Aufladen von Elektrofahrzeugen

https://www.pv-magazine-australia.com/2022/10/12/novel-anode-material-paves-way-for-15-minute-ev-charging/

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Aus pv-Magazin Global | über die Mobilitätsrevolution

Das Oak Ridge National Laboratory des US-Energieministeriums und die University of Tennessee, Knoxville , haben bei der Entwicklung eines neuartigen Anodenmaterials für Schnellladungsbatterien über ein skalierbares Syntheseverfahren zusammengearbeitet. Die Forscher sagten in einem kürzlich erschienenen Artikel in Advanced Energy Materials, dass eine neuartige Verbindung aus Molybdän-Wolfram-Niobat ( MWNO ) mit schneller Wiederaufladbarkeit und hoher Effizienz möglicherweise Graphit in kommerziellen Batterien ersetzen könnte. Sie konzentrierten sich auf ein Problem, auf das Graphitanoden während des Ladevorgangs stoßen, wenn sich der Elektrolyt zersetzt und sich auf der Anode ablagert. Diese Ablagerungen verlangsamen die Bewegung von Lithium-Ionen und können die Stabilität und Leistung der Batterie einschränken. „Aufgrund dieser trägen Lithium-Ionen-Bewegung werden Graphitanoden als Hindernis für extrem schnelles Laden angesehen. Wir suchen nach neuen, kostengünstigen Materialien, die Graphit übertreffen können“, sagte ORNL-Postdoktorand Runming Tao. Das extreme Schnellladeziel des Energieministeriums für Elektrofahrzeuge liegt bei 15 Minuten oder weniger, um mit den Ladezeiten von gasbetriebenen Fahrzeugen konkurrieren zu können – ein Meilenstein, der mit Graphit nicht erreicht wurde. „Dieses Material arbeitet mit einer höheren Spannung als Graphit und neigt nicht dazu, eine sogenannte ‚passivierende Festelektrolytschicht‘ zu bilden, die die Lithium-Ionen-Bewegung während des Ladevorgangs verlangsamt. Seine außergewöhnliche Kapazität und Schnellladegeschwindigkeit in Kombination mit einer skalierbaren Synthesemethode machen es zu einem attraktiven Kandidaten für zukünftige Batteriematerialien“, sagte Tao.

General Motors und EV-Batterieentwickler OneD Battery Sciences haben eine gemeinsame F&E-Vereinbarung unterzeichnet, die sich auf die potenzielle Nutzung der Silizium-Nanotechnologie von OneD in Ultium-Batteriezellen von GM konzentriert. GM Ventures und Volta Energy Technologies beteiligten sich auch an der Finanzierungsrunde der Serie C von OneD, die das Unternehmen kürzlich mit 25 Millionen US-Dollar (39 Millionen US-Dollar) abgeschlossen hat. Im Mittelpunkt der Zusammenarbeit steht die SINANODE-Plattform von OneD, die den Anodenbatteriezellen mehr Silizium hinzufügt, indem Silizium-Nanodrähte in Graphit in Elektrofahrzeugqualität verschmolzen werden. Silizium kann zehnmal mehr Energie speichern als Graphit, aber die meisten Versuche, mehr Silizium in die Anode einzubauen, standen vor der Herausforderung, dass sich Silizium ausdehnt und bricht. „Dies begrenzte die verwendete Menge auf extrem kleine Prozentsätze und nur bescheidene Leistungsverbesserungen“, sagte OneD. „In der Lage zu sein, größere Mengen an Silizium effizient hinzuzufügen, ist der entscheidende Durchbruch, der erforderlich ist, um wettbewerbsfähige Elektrofahrzeuge herzustellen, die die Marktnachfrage nach leistungsstarken, erschwinglichen Fahrzeugen erfüllen.“ Im Rahmen eines Lizenzgeschäftsmodells wird GM die 15-jährige Erfolgsbilanz von OneD mit 240 Patenten nutzen, wobei der Schwerpunkt auf der Erhöhung der Energiedichte und der Reduzierung der Kosten zukünftiger GM-Batterien für Elektrofahrzeuge liegt. „GM hat Ultium als äußerst flexible Plattform konzipiert, damit wir unsere Zellen mit fortschreitender Batterietechnologie kontinuierlich verbessern können“, sagte Kent Helfrich, GM CTO, Vice President of GM R&D. GM wird seine Ultium EV-Plattform bis 2025 auf 1 Million Einheiten der jährlichen EV-Produktionskapazität in Nordamerika skalieren. Anfang dieses Jahres war GM die erste Das Joint-Venture-Batteriewerk mit LG Energy für Ultium-Zellen nahm die Produktion in Ohio auf, zwei weitere US-Werke befinden sich derzeit im Bau und ein viertes in der Planungsphase.

Volvo hat sein erstes Elektrofahrzeug mit bidirektionalem Laden vorgestellt. Sein kommendes vollelektrisches Flaggschiff-SUV EX90 wird sowohl V2G- als auch V2H-Anwendungen unterstützen, sodass Autobesitzer entscheiden können, ob sie ihren Strom für die Versorgung ihrer Häuser behalten oder ihn zurück ins Netz speisen möchten. Die Elektrofahrzeuge werden auch als Vehicle-to-Load (V2L)-Batteriespeichersysteme betrieben. „Mit dem Volvo EX90 können Sie Ihr Leben mit Energie versorgen“, sagte Olivier Loedel, Leiter des Elektrifizierungs-Ökosystems bei Volvo. „Sie können den Akku auf vielfältige Weise nutzen, vom Aufladen Ihres Elektrofahrrads, wenn Sie unterwegs sind, bis zum Anschließen eines Outdoor-Kochgeräts für Ihren Wochenend-Campingausflug. Es könnte sogar Ihr Haus während der teuren Spitzenzeiten des Tages mit Strom versorgen.“ Volvo sieht Potenzial, Elektrofahrzeuge in virtuellen Kraftwerken zu bündeln, um das Stromnetz zu entlasten und kurze Phasen der Instabilität abzudecken. Aber nicht alle diese Funktionen und Fähigkeiten werden in allen Märkten verfügbar sein, hieß es. Das bidirektionale Ladeangebot wird zunächst in ausgewählten Märkten eingeführt , so der Autobauer. „Wir prüfen derzeit, welche Anwendungsfälle wir in verschiedenen Märkten anbieten können.“

Schwärme Technologien hat die UL-Normen-Zertifizierung für seine ersten oberirdischen Ladelösungen für Elektromobilität erhalten. Zu den aufgeführten Produkten gehören das Fuel Power Center, Big Lead Assembly (BLA) für Gleich- oder Wechselstrom, Kabelkanäle und Schnellanschlusssockel für Ladegeräte. Shoals, ein bedeutender Anbieter von Balance-of-System-Ausrüstung für Solar- und Energiespeicherprojekte, behauptet, dass sein System zur oberirdischen Verlegung von Kabeln und Drähten dazu beitragen könnte, 20 % von 40 % der Kosten für typische Installationen von EV-Ladegeräten zu senken.

Der Verkehrsausschuss des Europäischen Parlaments hat einen Entwurf für ein Verhandlungsmandat über den Aufbau einer Infrastruktur für alternative Kraftstoffe auf Hauptstraßen der EU angenommen. Der Entwurf zielt darauf ab, den Ausbau der Lade- und H2-Betankungsinfrastruktur für Elektrofahrzeuge zu beschleunigen. Bis 2026 sollen an den europäischen Hauptverkehrsstraßen im Abstand von 60 Kilometern Elektro-Ladestationen für Autos aufgestellt werden. Der Entwurf sieht unter anderem zwei Lkw-Ladestationen pro Stellplatz ab 2028 statt wie von der Kommission vorgeschlagen 2031 vor.

Hyundai und das australische Unternehmen Ampol haben Pläne angekündigt, die Möglichkeiten für Wasserstoffinfrastruktur und batteriebetriebene Elektrofahrzeuge zu erweitern. Hyundai EV-Fahrer zahlen weniger, um ihre Autos an Ampol-Stationen über sein wachsendes AmpCharge-Netzwerk aufzuladen, zusammen mit potenziellen gebündelten Energieangeboten, die das Aufladen zu Hause und andere Energielösungen beinhalten. Ampol eröffnete kürzlich seine ersten Standorte unter dem Banner von AmpCharge und markierte damit den Beginn einer ersten Einführung von 120 Schnellladestationen für Elektrofahrzeuge in Ampol-Filialen bis Ende 2023. Die Unternehmen werden auch an integrierten Lösungen für mit Wasserstoff betriebene Brennstoffzellen-Elektrofahrzeuge zusammenarbeiten . Sie sagten, dass sie auch die Entwicklung von Wasserstoffinfrastruktur und -flotten untersuchen werden.

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