Erfindung aus Singapur

Wissenschaftler lösen gefährlichstes Problem von E-Autos

Ein Auto steht in Flammen.
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Eine Erfindung aus Singapur könnte künftig das gefährlichste Problem der E-Autos verhindern (Symbolbild).
  • Julian Baumann
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Bei E-Autos gibt es im Falle eines Unfalls ein besonders gefährliches Problem. Eine Erfindung aus Singapur könnte das nun lösen.

Stuttgart/Singapur - Autobauer wie die Daimler AG setzen ihren Fokus inzwischen nahezu ausschließlich auf das E-Auto. Die Verbrenner-Modelle werden demnach immer mehr von den Straßen verschwinden. Der Autokonzern aus der Landeshauptstadt Stuttgart will beispielsweise ab 2030 nur noch batteriebetriebene Fahrzeuge bauen und auch andere Hersteller wollen früher oder später ihren gesamten Fuhrpark elektrisch ausrichten. In Bezug auf den Durchbruch der E-Autos stellen sich jedoch noch ein paar Hürden.

Obwohl die Daimler AG mit der vollelektrischen Luxus-Limousine EQS ein E-Auto auf dem Markt hat, das bis zu rund 840 Kilometer Reichweite schafft, kritisieren manche Autofahrer noch immer die Limitierung der Modelle. Zudem wird auch die Sicherheit der batteriebetriebenen Autos oftmals kritisiert. Das zeigt sich vor allem im Falle eines Brandes, da E-Autos deutlich schwieriger zu löschen sind als Verbrenner-Modelle. Forscher der Nanyang Technical University in Singapur machten nun eine Entdeckung, die E-Autos und auch andere elektrische Geräte deutlich sicherer machen könnte.

E-Autos sind im Brandfall nur sehr schwer zu löschen - das ist der Grund

Zum Antrieb der E-Auto-Modelle kommen hauptsächlich Lithium-Ionen-Batterien in den Akkus zum Einsatz. Die E-Auto-Akkus sind nicht nur aufgrund ihres hohen Gewichts umstritten, sondern stellen auch im Falle eines Brandes ein großes Problem dar. Das zeigte etwa ein „hochgefährlicher Vorfall“ mit einem E-Mercedes an einer Ladesäule. Das brennende Daimler-Modell stellte die Feuerwehr im Kreis Biberach vor große Herausforderungen. Auch in Staufen im Breisgau brannten zwei E-Autos der Post vollständig aus und ein weiteres fing Feuer.

Doch warum fangen E-Autos überhaupt Feuer und warum ist es für die Feuerwehren so viel schwerer, sie zu löschen, als andere Modelle? Wenn sich beim Ladevorgang Lithium auf der negativen Elektrode des Akkus ansammelt, entstehen sogenannte Dendriten (astförmige Kristalle), berichtet das Portal efahrer.chip.de. Diese Kristalle beschädigen anschließend den Separator des Akkus und führen dadurch nicht nur zur Verringerung der Leistung und Lebensdauer, sondern auch zu gefährlichen Kurzschlüssen.

Wenn diese Kurzschlüsse Batteriebrände auslösen, ist das E-Auto nur schwer zu löschen. „In der Batterie kann es zu einer Kettenreaktion von Kurzschlüssen kommen“, schreibt das Auto-Portal mobile.de. Selbst wenn das Feuer gelöscht ist, kann es an anderer Stelle wieder aufflammen. Einmal in Brand gesetzt, erzeugt eine Akkuzelle einen Brand nach dem anderen, so das Portal.

E-Auto-Sicherheit: Entdeckung aus Singapur könnte interne Kurzschlüsse in Batterie verhindern

Obwohl ein E-Auto-Brand beziehungsweise ein Ausfall der Lithium-Ionen-Akkus beim Ladevorgang vergleichsweise selten ist, kam es allein im Stadtstaat Singapur im vergangenen Jahr zu 26 Bränden von E-Bikes und 42 Bränden von elektrisch betriebenen Mobilitätshilfen, heißt es in einer Pressemitteilung der Nanyang Technical University. In den meisten Fällen waren eben die Ablagerungen und ein dadurch entstandener Kurzschluss die Brandursache. Forscher der Eliteuniversität entwickelten deshalb eine „Anti-Kurzschluss-Schicht“, die interne Kurzschlüsse in der Lithium-Ionen-Batterie verhindern soll.

Bei einem Ladevorgang eines E-Autos wandern die Lithium-Ionen von der Kathode zur Anode. Die Erfindung der Forscher aus Singapur soll als Schicht zwischen den beiden Seiten, eben auf dem Separator, angebracht werden. „Wir wissen, dass eine Lithium-Ionen-Batterie nur dann funktioniert, wenn die Lithium-Ionen sich während der Lade- und Entladezyklen zwischen der positiven und negativen Seite bewegen können“, erklärt Forschungsleiter Xu Zhichuan. „Allerdings bedeutet der Transfer der Lithium-Ionen auch, dass die Bildung von Dendriten bei den derzeitigen kommerziellen Lithium-Ionen-Batterien unvermeidlich ist.“ Vereinfacht gesagt hält die „Anti-Kurzschluss-Schicht“ die Dendriten wie eine Art Türsteher davon ab, von der Kathode zur Anode zu wandern.

Durch diesen Vorgang könnte die Erfindung der Nanyang Technical University also Kurzschlüsse in den Lithium-Ionen-Batterien und damit auch gefährliche E-Auto-Brände künftig vermeiden. Laut den Forschern bestehe die Schicht aus einem gängigen Material, das ohnehin in der Akkuproduktion zum Einsatz kommt. Laut eigener Aussage habe man bereits mehrere Batterieproduzenten von der Erfindung überzeugen können. Eine Erfindung aus Graz in Österreich könnte zudem ein weiteres E-Auto-Problem lösen: das des umständlichen Ladevorgangs. Durch die E-Auto-Revolution könnten Autos bald ohne Kabel geladen werden.

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