Kalium als Starterbatterie bald möglich? - Dr. Fabian Jeschull (KIT) | Geladen Podcast

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Die Forschung zu Kalium-Ionen-Batterien hat in den letzten Jahren erheblich zugenommen. Kalium ist auf der Erde um ein Vielfaches häufiger vorhanden als Lithium und daher günstiger. Außerdem erzeugen Kalium-Ionen-Akkus eine höhere Spannung als ihre lithium- oder natriumbasierten Gegenspieler. Trotz ihrer geringeren Kapazität können Kalium-Energiespeichersysteme daher eine vergleichbare Energiedichte wie Lithium-Eisenphosphat-Batterien (LFP) erreichen. Dr. Fabian Jeschull vom Karlsruher Institut für Technologie zeigt welches Potenzial er in Kalium-Ionen-Batterien sieht.
Kalium-Ionen-Batterien verwenden eine Graphitanode, die bereits für Lithium-Ionen-Batterien industriell hergestellt wird und eine doppelt so hohe Energiedichte aufweist wie die Anode von Natrium-Ionen-Batterien. Kalium-Ionen sind auch mobiler als Natrium-Ionen, da Kalium einen kleineren Stokes-Radius als Natrium hat, was höhere Ladegeschwindigkeiten und einen Betrieb bei niedrigeren Temperaturen ermöglicht.
Neuer Kinderpodcast zu Klimawandel & Energiewende: klimafuechse.podigee.io/
Quellen:
- www.sciencedirect.com/topics/...
- pubs.acs.org/doi/10.1021/acsa...
- iopscience.iop.org/article/10...
- www.sciencedirect.com/topics/...
- www.oaepublish.com/articles/e...
Im Geladen-Podcast setzen sich Patrick Rosen und Daniel Messling mit ihren Gästen wissenschaftlich mit den Themen #Energiewende, #Elektromobilität, #Elektroauto und Batterie auseinander. Der Podcast wird produziert vom Karlsruher Institut für Technologie (KIT).

Наука

Опубликовано:

29 июн 2024

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Комментарии : 97

@andregenter4213 3 дня назад

Ein sehr sympathischer Dr. Jaschull! 😅 Danke für Ihre Teilnahme und die Insights!

@berndschauer1332 3 дня назад

Der Typ ist super. Hoffe da kommt noch mehr.

@seppfesl 3 дня назад

Danke - wieder mal tolle Informationen und ein kompetenter Gesprächspartner

@speedturtle_andre День назад

Danke Herrn Dr. Jeschull und dem Kanal. Und für die ehrlichen Einblicke das Batterieforschung nun mal nicht einfach ist. Sagen wir mal so, weil K+ hier keine weiteren abgrenzenden Vorteile zur Na+ bietet, Na+ industriell produziert wird, und ab 2030 ggf. bald sogar alle anderen Chemien abhängen wird können, die Frage wo sollte dann der Vorteil in der K+ liegen? Na+ wird als LiFePo4 Ersatz im Auto/Wohnmobil/Heimspeicher von 12 bis 48 V schon angeboten, wenn auch z.Z. noch ebenso oder sogar teuer, aber auch mit Temperatur und C-Raten Vorteilen. Die Zyklenzahlen werden auch besser und besser, mit jeder Produktionsoptimierung.

@stephanrittmeyer4451 3 дня назад

Wenn Herr Dr. Jaschull Propleme mit seiner Starterbatterie beim Motorrad hatte, vielleicht einen Schritt weiter Denken. Insbesondere als Batterieforscher. Es gibt schon sehr brauchbare Elektromotorräder. Zero, Energica, Livewire, und andere. Und wenn Herr Dr. Jaschull gerne etwas stärkere Motorräder fährt, er wird begeistert sein, bis hin zu neuen Dimensionen erfahren. Aus eigener Erfahrung. Gruss von jemanden der seit vierzig Jahren vom Motorradfahren nicht los kommt.obwohl er einen langen Ausflug zur Fliegerei hatte.

@andreas74a 3 дня назад

Aufgrund der 2 freien Elektronen müssten doch auch Beryllium und Magnesium für Akkus interessant sein. Und zu Magnesium wurde ja auch schon geforscht. Haben Sie da einen Überblick über den Stand der Forschung?

@of9503 3 дня назад

Der Rucksack ist mega 😂

@andregenter4213 3 дня назад

Ich Feier ihn 🎉

@rondonson8121 3 дня назад

Ich musste auch ständig hinschauen!! 😂 Aber, hat den Beitrag nicht geschmälert! 👍

@FabJes 2 дня назад

Bunt wie die Flammen der Alkalimetalle :)

@KlausFStark 3 дня назад

Wo ist da der Vorteil von Kalium gegenüber Natrium?

@markushabedank9913 3 дня назад

Moin. Das wäre dann eine sogenannte KI- Batterie 😅

@TT-M 3 дня назад

Hat jemand schon @NVIDIA Bescheid gesagt? 😂

@CB-nu6es 2 дня назад

Als Laie würde ich zu Kaliumtechnologie in Starterbatterien sagen: Why not? Sie müsste halt in den geforderten Eigenschaften der „guten“ alten Bleibatterie überlegen sein.

@detlefk.5126 3 дня назад

Ich denke, Kalium kann eine gute Ergänzung sein und bringt die notwendige Vielfalt bei der Entwicklung und in Sachen Resilienz, speziell in bestehenden Produktionsstätten für Lithium-Zellen. Ob das aber ausreicht, dass es marktwirtschaftlich auch gemacht wird? Natrium ist so ähnlich und bereits so viel weiter, dass es für mich zumindest fragwürdig ist. Mir fehlt dann letztlich doch das Alleinstellungsmerkmal... vielleicht reicht auch bereits die höhere Spannung als Anwendungsfall, die höhere Leistungen und niedrigere Ströme auch im günstigen Mainstream möglich macht? ... wobei aus einem Werk die ganze Palette/Preisspanne an Hochleistungsakkus angeboten werden kann? ... die Zukunft wird's zeigen.

@SiqueScarface 2 дня назад

Ich sehe den Vorteil darin, eine Alternative zu haben, falls es Schwierigkeiten gibt. Deutschland hat darüber hinaus den Vorteil, dass es auf großen Kalium-Lagerstätten in Form von Kalisalz steht. Vielleicht kommt jemand auf eine zündende Idee, wie man ein komplettes Kalibergwerk in eine riesige Kaliumbatterie verwandelt und auf die Weise einen gigawattstundengroßen Pufferspeicher für elektrische Energie schafft. Immerhin - Kaliumsalzlagerstätten sind durch fraktionierte Ausfällung entstanden und bereits sehr reines Kaliumchlorid.

@m43_felix 3 дня назад

<a href="#" class="seekto" data-time="699">11:39</a> @geladen_podcast , fände einen Beitrag zum Thema "Warm & Kaltzyklieren" richtig cool! 🙌

@hkgfdck День назад

Erreichen die ganzen Vorstellungen auch irgendwann mal Marktstatus?

@sschmachtel8963 3 дня назад

Höhere Spannungen haben am Ende immer einen Vorteil, weil man davon weniger in Reihe schalten muss. Ich weiss jetzt nicht ob das einen signifikanten Unterschied machen kann, aber wenn eine der vielen in Reihe geschalteten Batterien defekt ist, dann hat das immer einen Effekt. Spielt wohl eher aber bei hochkapazitiven Einzelzellen eine Rolle. Ausserdem ist bei höheren Spannungen der Strom immer geringer, und damit auch der Verlust durch Innenwiderstände geringer. Ich wuerde mich freuen wenn jemand mal dimensionslose Zahlen herleitet mit denen man doch sehr gut arbeiten kann um Unterschiedliche Technologien zu vergleichen.

@T.Stolpe 3 дня назад

Bei Starter Akkus geht es um den Kurzschluss Strom. So ein Moped mit 1.200 cm3 4 Zylindern und hoher Verdichtung musst du erstmal kalt ( Öl) drehen können. Pb Akkus vertragen das ausgezeichnet. Dafür haben sie nur ein schmales Band der Nutzung . Unter 50% Kapazität und der Pb Akku leidet. Mopeds werden aber oft nur kurz genutzt, weshalb der Akku (Pb) nicht wieder voll geladen wird. Denn das dauert beim Pb relativ lange, denn mit mehr als 14 V kann man kaum laden. 12 V Akku mit 2 V drüber laden? Was kommt da raus bei 20 min Nutzung? CATL Ankündigungen haben sich leider als Luftnummer entpuppt. Nix ist gekommen. Sie wollten in Q3 2024 den markt von Pb Akkus weltweit angreifen. Der Markt ist riesig, denn Pb Akkus sind nicht nur im PKW und im Moped, sondern in vielen mobilen Geräten, Booten, Maschinen etc. von 12 Ah bis 200 Ah ( 12V) mehr als 100.000.000 Stück p.A.

@FabJes 2 дня назад

@T.Stolpe genau richtig. Ich habe die aktuellen Zahlen nicht, aber bis vor ein paar Jahren war die Bleibatterie die noch mit Abstand meist produzierte Batterie, trotz schon damals stark steigenden Nachfrage nach Li-Ionen Akkus

@Shakespeareinlove2610 3 дня назад

Wenn sich Kalium- Batterien zu den Natrium- Batterien gesellen könnten, dann würde es weniger Schäden durch den Rohstoffabbau geben können, weil die Elemente Li,Na,K in ähnlichen Lagerstätten/ Quellen vorhanden sind. Die Verbindungen könnten gemeinsam gefördert werden,müssten nur noch separiert werden. Im Ergebnis also geringere Kosten über alle Batterietechnologien und mehr Umweltschutz beim Mining ...

@ralfl.k.5636 3 дня назад

Durchaus möglich möglich, dass wir für Kalium weniger Patente bekommen und somit globaler Einsatz, wie große Stromspeicher in eigener Herstellung, machbar wird.

@Shakespeareinlove2610 3 дня назад

@@ralfl.k.5636 Genau, größere Rohstoff-Mengen als bisher mit geringeren Kosten führen zu höherer Akzeptanz in der Bevölkerung. Alles extrem wichtig, gerade für die Elektrifizierung von Gebäude-Heiztechnologien ( Wärmepumpen).

@wilfriedklaebe 3 дня назад

Ich hätte ja gedacht, dass die ergiebigste Na-Lagerstätte die Ozeane seien, in denen Li und K bei weitem nicht in ähnlichen Konzentrationen vorliegen.

@Shakespeareinlove2610 3 дня назад

@@wilfriedklaebe 1 ltr. Meerwasser enthält ca. 35 gr. Salz... In Salzseen / Salzstöcken dürfte die Konzentration eher größer sein... Ist ja auch nur altes Meerwasser, das die heutigen Fische nicht mehr brauchen ... Aber grundsätzlich richtig... und: dann könnte man auch das im Meerwasser enthaltene Gold mitschürfen....

@martinj.ohlendorf1061 3 дня назад

Grundlagen Forschung wunderbar-- Pro und Kontra sind mir nicht ganz klar geworden: Nachhaltiger? ungiftiger? Stabiler? Günstiger? Sicherer?

@beatreuteler 3 дня назад

Bis diese Fragen beantwortet werden können, bedarf es sicher noch einiges an weiterer Forschung.

@martinkobil 3 дня назад

Ich frage mich schon länger, weshalb insbesondere in BEVs die 12V Batterien meist immer noch Bleianker sind. Das ist das einzige Teil, das in meinem BEV Probleme macht. Und weshalb man nicht Schutzschaltungen einbaut, die ab einer bestimmten Spannung die Batterie vom Bordnetz trennt um eine Tiefentladung zu verhindern. Eine Tiefentladung schadet der Batterie und man kann das Auto nicht mehr starten. Dafür braucht es im BEV nur wenig Strom um den DC/DC Wandler zu starten um die 12V aus der Hochvoltbatterie zu nehmen.

@AndreasDelleske 3 дня назад

Die Lithiumbatterie müßte sich im Winter selbst heizen, wäre dadurch bei einer Woche draußen vermutlich immer leer. Sie müßte die große Batterie immer mal wieder aufwecken aber wie dann diese heizen?

@ralfl.k.5636 3 дня назад

Die 12V Bleiakkus sollten längst in ein 48V Bordnetz durch Natriumionen-Akkus ersetzt werden, aber Mildhybrid 48V wurde ja jäh ausgebremst.

@user-bl1rr2il3z 3 дня назад

@@AndreasDelleske Warum das denn? Macht die Traktionsbatterie doch auch nicht.

@vgstb 3 дня назад

Sie können die Bleibatterie auf jeden Fall gegen eine hochwertige LFP-Batterie austauschen. Achten Sie darauf, eine hohe Qualität zu kaufen. LFP-Batterien benötigen ein Temperaturmanagement und ein Heizelement, um auch bei Minusgraden Strom zu liefern. Sehen Sie sich einfach das Video hier auf RU-vid auf dem Kanal "Technically Jeff" Ohmmu 12v LiFePO4 Battery an.

@martinkobil 3 дня назад

@@vgstb Vielen Dank für die Info, leider hat Ohmuu keine passende LFP Batterie für den Soul EV. Muss ich mal sehen ob es ähnliche Anbieter gibt, habe aber erst vor 2 Wochen eine neue Bleibatterie gekauft.

@danielpfeilsticker2523 2 дня назад

Was ist eigentlich mit Magnesium das Li ähnlicher ist als die Alkalimetalle zu Li? Ist da das Oxid zu stabil das mit jeder Spur Sauerstoff Mg „verloren“ geht?

@rainerkohls5811 3 дня назад

Wie sieht es denn aus mit Na-ion Batterien als Starterbatterien. Wenn ich mich recht erinnere, hatte CATL schon vor längerer Zeit angekündigt, die Blei Batterien in dieser Anwendung durch Na Batterien ablösen zu wollen. Gibt es bereits Automobil Hersteller die ihre Blei Starterbatterien ersetzt haben ?

@petermeyer5150 3 дня назад

Man kann sehen das die Bleibatterien billiger geworden sind. Als Starterbatterie ist die Bleibatterie noch länger aktiv. Die neuen hochwertigen Batterien kann man besser für andere Zwecke einsetzen.

@petermeyer5150 3 дня назад

Die Bleibatterie als Starterbatterie sollte bleiben. Man kann ja für die ganzen Elektronik usw. hochwertige Batterien einsetzen.. Als Blei und LIFePo4 in Kombi---

@T.Stolpe 3 дня назад

Es geht dabei weniger um den Starter Effekt, sondern ums die Versorgung der Fahrzeuge . Der Akku stabilisiert die Spannung im System. Heutige PKW haben oft schon 100 Ah bei 12 V. begonnen hat man mal mit < 30 Ah. Viele Fahrzeuge haben zwei und mehr Akkus an Bord. Zu überlegen ist auch, dass die Klimaanlage rein elektrisch angetrieben werden kann. Da viele nun auf 48 V Bordsysteme umsteigen, ist der Pb Akku eh keine gute Lösung. CATL hat die Fertigung noch nicht so hoch skalieren können. Sie wollten in Q3 2024 eigentlich schon in dem Markt angreifen.

@T.Stolpe 3 дня назад

@@petermeyer5150 Viele Fahrzeuge haben nicht nur einen Akku. Zum starten reichen auch 30 Ah . Aber das Bordnetz benötigt oft 100 Ah . Also eine Kombi wäre nicht über. Zudem immer mehr Hybride kommen. Da kannst du die 12 V Akkus nebenbei laden.

@petermeyer5150 3 дня назад

@@T.Stolpe Ich würde behaupten die Bleibatterie bleibt noch länger aktiv: Es sind so viele Bleibatterien im Umlauf, wenn nach nach die Bleibatterien durch neue Batterien ersetzt wird, es genug Blei gibt um diese kostengünstig zu produzieren. Ich gehe jetzt mal auch von dem großen Massenmarkt aus. Mein alter Audi hier bekommt jetzt tatsächlich ein LiFePO4 Akku zusätzlich.. Damit werden alle Elektronik Spielzeuge geladen und Dauerplus zum Anhänger geliefert, wo im wesentlich der Wohnwagen versorgt werden soll. Blei als Start und Fahrbatterie, Li.. als Versorgungsbatterie für Elektronik... Tatsächlich plane ich jetzt auf 24V zu gehen. Also ein getrenntes 24V Netz vom 12V Bleiakku Netz... Die Anhänger werdern mit 24V Dauerplus versorgt. Auf 48V würde ich gerne gehe, aber da fehlen im Augenblick noch die günstigen DCDC Wandler...

@Andre-jj6xs 3 дня назад

Apropos Blei-Batterie. Wie sieht denn eigentlich der Trend bei den USV Herstellern aus? Ist da was anderes als Li absehbar?

@manup1931 3 дня назад

In den USA gibt's "Natron Energy" welche genau dafür Natrium Batterien herstellen wollen.

@Andre-jj6xs 3 дня назад

@@manup1931 Dann hoffe ich mal, dass auch die Branchengrößen (z.B. APC) bald mal was im Angebot haben um die Bleisäure aus den Haushalten/Büros zu bekommen

@4203105 2 дня назад

Ist $80 bis $100 per kWh nicht ein bisschen viel um konkurrenzfähig mit LFP zu sein, die mittlerweile eher so $60 sind? Oder gibt es da irgendwelche Vorteile die das rechtfertigen sollen? Habe bisher noch keine gehört, aber der podcast ist auch noch nicht ganz zu Ende. Oder ist die Einschätzung von 2018 einfach komplett veraltet?

@jesko.. 3 дня назад

👍👋😎👋👍

@ZAMsChannel 3 дня назад

Die Linke zum Gruß... 🏍🏍

@jurgenhirtz9210 3 дня назад

Was ich nicht verstehe, für eine Batterie von ca. 50KW benötigt man ca. 10kg Lithium x 15Euro/kg =150Euro/Batterie warum wird bei so einem kleinen Betrag an alternativen Materialen geforscht?🤔

@4203105 День назад

Weil der Rest auch kostet. Bei derzeitigen Natrium Batterien zum Beispiel ist nicht nur das Natrium billiger.

@jogi_54 3 дня назад

Starterbatterien für Verbrenner?? dazu fällt mir "stranded invest" ein - wie lange werden wohl noch Verbrenner gebaut??

@andregenter4213 3 дня назад

Sehr sehr sehr sehr lange. Bis das Öl alle ist.

@T.Stolpe 3 дня назад

@@andregenter4213 Nein, zumindest PKW, Transporter, leichte bis schwere LKW werden recht bald vollständig ohne Öl auskommen. Nach 2035 wird der Anteil von Nicht BEV < 5% liegen.

@Pyrcae 2 дня назад

bei PKW mindestens bis 2035, dann benötigen die bestandsfahrzeuge ev immer wieder ersatz, bei LKW wir der Einsatz sicher noch länger notwendig sein

@jogi_54 2 дня назад

@@Pyrcae Ist ganz klar deine individuelle Meinung - ob es bis dahin noch bezahlbaren Sprit geben wird, bezweifle ich.

@Pyrcae 2 дня назад

@@jogi_54 nicht falsch verstehen, ich bin ganz klar pro BEV, man muss aber auch realistisch bleiben, zumindest für Bestandsfahrzeuge können die den Sprit nicht unbegrenzt teuer machen, auch 2035 wird es Menschen geben deren Auto gerade 5 Jahre alt ist und noch lange gefahren werden muss, Menschen die sich nur gebrauchte für 1000eur leisten können oder noch keine vernünftige Ladeoption haben. auch bin ich gespannt ob in 10 Jahre es endlich Vans gibt mit vernünftiger Reichweite.

@Emslandkopfnuss 3 дня назад

Und am Ende landen wir wieder bei Zink.😉

@benjaminskuhblog6034 2 дня назад

Das zeigt mal wieder wie viel Potential noch in der Batterietechnik steckt. Bei Kalium hat Deutschland große Reserven, da würde man unabhängier von Li werden.

@4203105 День назад

Bei Lithium hat Deutschland auch große Reserven. Bei Natrium erst recht.

@papaschlumpf2149 3 дня назад

Zweiter 😋

@w0ttheh3ll 3 дня назад

LFP-Starterbatterien für Motorräder kann man im Versand einfach kaufen.

@andregenter4213 3 дня назад

LFP laden bei Minustemperaturen mag die Zelle gar nicht. Da müsste dann gedämmt werden oder ähnliches.

@w0ttheh3ll 3 дня назад

@@andregenter4213 Korrekt und sehr guter Einwand. Allerdings werden über 90% der Motorräder im Winter ohnehin nicht genutzt.

@andregenter4213 2 дня назад

@@w0ttheh3ll auch das ist richtig. Für Garagenfahrzeuge wären LFPs perfekt 😀

@karlotto8925 3 дня назад

Erster :)

@AndreasDelleske 3 дня назад

Nö :)

@haraldwagner7313 3 дня назад

Erster 😂

@SiqueScarface 2 дня назад

Diese Videos von brennendem metallischen Kalium sind extrem irreführend. Genau so könnte ich Benzin verpuffen lassen und damit Bedenken gegen Holzmöbel suggerieren - sind ja beides nur Kohlenwasserstoffe.

@GeladenBatteriepodcast 2 дня назад

Sie meinen, es suggeriert, dass Kalium leicht brennbar ist? Oder gefährlich als Batteriematerial ist?

@SiqueScarface 2 дня назад

@@GeladenBatteriepodcast Die Suggestion ist: Alles mit Kalium ist gefährlich. Es ist ein bisschen wie Nathan Zohners DHMO.