Geladen - der Batteriepodcast zur Energiewende

Günstiger als Natrium-Ionen-Batterien? 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: https://klimafuechse.podigee.io/ Quellen: https://www.sciencedirect.com/topics/chemical-engineering/potassium-ion-battery https://pubs.acs.org/doi/10.1021/acsaem.0c01574 https://iopscience.iop.org/article/10.1088/2515-7655/acbf76 https://www.sciencedirect.com/topics/chemistry/potassium-ion-battery https://www.oaepublish.com/articles/energymater.2023.41 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). Geladen-Tassen, Shirts & Caps: https://geladen-der-batteriepodcast.myspreadshop.de/all/ Instagram: https://www.instagram.com/geladenpodcast/ Alle Links: https://linktr.ee/geladen

Neues Herstellungsverfahren für Anoden Wir sprechen heute mit dem Startup NorcSi aus Halle (Saale). Das sachsen-anhaltinische Unternehmen entwickelt seit einigen Jahren ein eigenes Herstellungsverfahren, das die Produktion von "100%-igen" Siliziumanoden ermöglicht. Dabei wird das verwendete Graphit am Minuspol der Batteriezelle komplett durch Silizium ersetzt. Schon lange wird in der Batteriezellforschung an siliziumhaltigem Graphit geforscht. Deshalb haben Produzenten wie StoreDot, Amprius oder ProLogium längst angekündigt, Silizium nun vermehrt in ihren Zellen zu verwenden. Und dafür gibt es gute Gründe: Silizium verspricht 10x mehr Kapazität als Graphit (theoretisch) siliziumhaltige Batterien können schneller aufladen Silizium ist als Rohstoff völlig unbedenklich und verfügbar Zellen könnten viel kostengünstiger sein Dem gegenüber stehen große Probleme, die bisher noch kein Entwicklungsteam allumfassend lösen konnte: sehr starke Volumenausdehnung des Minuspols beim Auf- und Entladen Aufbrechen der Grenzschichten sehr aufwändig herstellbare und kostenintensive Silizium-Nanostruktur wenig Lebensdauer Unser Podcastgast Dr. Marcel Neubert stellt einen denkbar einfachen Lösungsweg vor. Bei NorcSi wird ein spektakulär simples Verfahren angewendet: Nach der Beschichtung von Silizium auf den Kupferableiter wird das Aktivmaterial für wenige Millisekunden ultrahoch erhitzt. Dadurch entstehen erstarrte Kupfer-Dendriten innerhalb des Siliziums. Diese führen zu einer porösen Nanostruktur, die fast optimale Eigenschaften zurücklässt - und zudem eine glatte Oberfläche an der SEI-Grenzschicht gewährleistet. Die Anode von NorcSi kann somit viel besser "atmen" als die von vergleichbaren Herstellern - sich also in Volumen ausdehnen und wieder zusammenziehen, ohne Strukturschäden zu erzeugen. NorcSi hält zu diesem Verfahren aktuell 11 Patente (ca. 70 Patentanmeldungen). Werbung im Geladen-Podcast? Danke für all Ihre Antworten! https://soundcloud.com/user-661738088/vielen-dank-fur-all-ihre-nachrichten 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). Geladen-Tassen, Shirts & Caps: https://geladen-der-batteriepodcast.myspreadshop.de/all/ Instagram: https://www.instagram.com/geladenpodcast/ Alle Links: https://linktr.ee/geladen

Forscher vom DLR diskutieren Langzeitspeicher für Erneuerbare Energien. Power-to-Gas als effiziente Speicherung von Stromüberschüssen. Carnot-Batterie puffert elektrische Energie durch thermische Speicherung. Diskussion über Bedeutung und Zukunft der Langzeitspeicherung von erneuerbaren Energien.

Rentabilität von Riesenbatterien über 50 MWh Schon heute schwimmt Deutschland in einem Überfluss an elektrischem Strom! Zugegeben: Das ist bisher zwar nur in einigen wenigen Momenten der Fall. Aber an der Leipziger Strombörse häufen sich die Zeiträume, in denen Stromabnehmern sogar Geld dafür gezahlt wird, Strom zu kaufen. Diese "negativen Strompreise" könnten in Zukunft von Großspeichern genutzt werden, die nach Stromkauf auf Tageszeiten spekulieren, in denen sie den Strom wieder teurer verkaufen können. Einer Studie zufolge könnten bis ins Jahr 2050 in Deutschland 271 GWh an Großbatterie-Kapazität entstehen, die einen volkswirtschaftliche Nutzen von etwa 12 Mrd. Euro erbringen. Großbatterien werden laut deutschem Strommarktdesign 4 zentrale Funktionen übernehmen: 1) Als Systemdienstleiter ersetzen sie in der Primärregelleistung (PRL) anteilig Gaskraftwerke, die traditionell bei Absinken der Netzfrequenz zum Einsatz kommen. Dies erfordert Leistung zwischen 30 Sekunden und max. 5 Minuten nach Anforderung. Hierbei wird schon die Bereitschaft vergütet, um die Netzstabilität zu gewährleisten. 2) In der Sekundärregelleistung (SRL) geht es um Lieferzeiträume zwischen 5 Minuten und 15 Minuten. Die SRL ist eine weitere Reservestufe, die angefordert wird, wenn die Stromnetzfrequenz einen bestimmten Toleranzwert entweder über- oder unterschreitet. Je nach Speicherstand muss ein Batteriespeicherkraftwerk hier also Kapazität vorhalten. 3) Der Stromhandel an Spotmärkten: Durch das Nutzen von Preisunterschieden können Großspeicher mit Strompreisen spekulieren und so automatisiert handeln. Hierzu gibt es im Wesentlichen 3 Modelle: Day-Ahead-Auction (DA), die Intraday-Auction (IDA) und Intraday-Continuous (IDC). 4) Weniger CO2-Emissionen: Durch ihr Wirken glättet eine Vielzahl an Großspeicher die Strompreise und verhindert die Inbetriebnahme von Gaskraftwerken. Unser Podcast-Gast, Hans Urban, ist freiberuflicher Berater von Ecostor, einem deutsch-norwegischen Hersteller von Großspeichern. Er rechnet vor, wie sich eine Großbatterie nicht nur für die Investoren, sondern auch für den Netzbetreiber, den Verwalter - und nicht zuletzt für uns alle - lohnt. Studie: https://www.frontier-economics.com/media/jmxlrpul/frontier-economics_wert-von-bess-im-deutschen-stromsystem_-final-report.pdf https://www.eco-stor.de/de *** Ihre Meinung ist gefragt: "Kürzung des Forschungsbudgets - Ende des Geladen-Podcasts?" https://soundcloud.com/user-661738088/kurzung-des-forschungsbudgets-ende-des-geladen-podcasts 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).

Parteien wollen "Verbrennerverbot" kippen Wir sind in der Hochphase des Europawahlkampfs 2024! Einige Parteien werben damit, das "Verbrennerverbot“ für CO2-neutrale Antriebe zügig nach der Wahl kippen zu wollen. Obwohl sog. E-Fuels derzeit auch nach dem Jahr 2035 erlaubt wären, suggeriert ein „Kippen“ des angeblichen Verbots, dass fossile Kraftstoffe noch deutlich länger zum Einsatz kommen sollten. Wir fragen heute nach den Hintergründen und diskutieren, welche Auswirkungen die Europawahl 2024 auf die deutsche Automobilindustrie haben könnte. Zu Gast im Podcast: Prof. Achim Kampker (RWTH, PEM) und Dr. Philipp Rose (Strategy& PwC). Es steht Aussage gegen Aussage: Während sich viele Wissenschaftler für ein zügiges Ende der fossilen Antriebstechnologie aussprechen, hätte ein „Ausstieg aus dem Ausstieg“ auch einige Vorteile für die Deutschen: (1) Die deutsche Automobilwirtschaft könnte mittels „alter Verbrenner-Technologie“ die Elektromobilität querfinanzieren. (2) Übergangstechnologien wie Hybridantriebe könnten einen Weg in die Elektromobilität ebnen. (3) Einige deutsche Automobilfirmen hätten u.a. mehr Zeit, um Arbeitsplätze zu sichern oder zu transformieren. Während sich Achim Kampker und Philipp Rose betont gelassen in der erhitzten Debatte zeigen, weisen sie vor allem auf den (manchmal fehlenden) Innovations- und Sportsgeist deutscher Ingenieure hin: So seien Unterschiede zwischen „ElectricOnly“ oder „ElectricFirst“-Strategien nicht entscheidend. Viel wichtiger seien schnelle Innovationszyklen, ein positiver Spirit und die Bereitschaft, zu lernen und "etwas zu wagen". Letztlich werden sich die Elektrofahrzeuge sowieso durchsetzen, so sind sich beide einig. Als Leiter des Aachener PEM-Lehrstuhls ist Prof. Kampker auch Mitgründer der "StreetScooter GmbH". In Aachen sei es gelungen, mit jungen Batterie-Startups eine komplette "InnovationChain" für die deutsche Batterie-Industrie aufzubauen: Von Batterie-Modellierung (Accure), über Secondlife-Unternehmen (Voltfang), Fahrzeugherstellern (StreetScooter, Next.e.GO, etc.) bis hin zum Batterie-Recycling (Cylib). Letztlich betonen Rose und Kampker, wie wichtig die Zellproduktion für den Batteriestandort Deutschland ist: Ein Hochfahren von Einfuhrzöllen auf chinesische Elektroautos sei kontraproduktiv für die Akzeptanz der hiesigen Elektromobilität. Kleine, preiswerte E-Autos für und aus Europa wären sinnvoller. 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).

800-Volt-Akkus: Der neue Autobatterie-Standard? Spätestens seitdem der Porsche Taycan 2019 auf den Markt kam, beschäftigt sich die ganze Batterie-Industrie mit der 800V-Architektur. Durch eine Verringerung der bei 400V-Packs parallel verschalteten Zellen, verspricht eine 800V-Batterie eine ganze Reihe von praktischen Vorteilen. Neben der verbesserten Ladezeit, entsteht beim Laden & Fahren erheblich weniger Wärme. Doch es gibt auch Vorteile beim Antriebsstrang selbst. Aber von vorne: Obwohl die in 800V-Akkus verbauten Batteriezellen exakt denen eines 400V-Packs gleichen, ist der Porsche Taycan mit seiner 800V-Batterie klar im Vorteil gegenüber anderen Fahrzeugen. Die Ladegeschwindigkeit ist mit 270kW Spitzenleistung höher als bei allen anderen BEV-Serienfahrzeugen. 800V-Batterien punkten vor allem durch eine geringere Stromstärke und somit durch einen potenziell geringeren Kabeldurchmesser der Kupferleitungen. Die entstandenen Platz-, Material- und Kostenvorteile werden allerdings meist anteilig durch ein Mehr an benötigter Isolation abgeschwächt. Für Inverter, E-Maschine und Leistungselektronik hat die 800V-Architektur immense Auswirkungen! Nahezu alle Komponenten eines 400V-Antriebsstrangs müssen neu designt werden. Und hier kommt unser Podcastgast ins Spiel! Unser Podcastgast Dr. Otmar Scharrer erklärt, welche ZF-Innovationen sich für Elektromotor, Inverter, Elektronik, Getriebesatz bzw. integrierter Antriebswelle durchsetzen könnten. Wie immer geht es hierbei um Gewicht, Platz, Leistung & Effizienz, Kosten, Systemzuverlässigkeit, Lebensdauer & Materialeinsatz. "Die Klimafüchse"-Podcast: https://klimafuechse.podigee.io/ Weiterführende Quelle: https://generationstrom.com/2019/04/01/800v-wofuer-man-die-doppelte-spannung-braucht/ 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).

Second-Life-Batterien besser als neue Batterien? 🌍🔄 Batterien aus Elektroautos müssen nicht alle ins Recycling. Sie können weitergenutzt werden als Industrie- oder Quartiersspeicher. Hier fährt langsam ein Markt für Second-Life-Akkus hoch, der für die Energiewende noch sehr wichtig werden könnte. Afshin Doostdar, Gründer des Start-ups Voltfang, erklärt, dass die wiederverwendeten Batterien eine bessere Qualität und Lebensdauer aufweisen, als neue Batterien. Das und folgendes besprechen wir in diesem Podcast: 🔋 Was sind Second-Life-Batterien? Lernen Sie die Grundlagen von Second-Life-Batterien kennen und ihr Potenzial, den Markt der stationären Batteriespeicher zu erobern. 🚗 Vom Auto zum Stromnetz: Wie funktioniert die Aufbereitung alter EV-Batterien zu stationären Speichern? Welche Risiken gibt es und welche Restkapazität benötigen die alten Traktionsbatterien für eine Zweitverwendung? 🌱 Ökologische und wirtschaftliche Aspekte: Welches Einsparpotenzial bieten die 2nd-Life-Batterien für die Kunden? Um wieviel Jahre kann das Leben der Batterie verlängert werden? ⚡ Anwendungen: Wofür eignen sich die Second-Life-Batterien besonders? Quartiersspeicher speichern den PV-Strom aus mehreren Haushalten und mit Gewerbespeichern kann der Eigenverbrauch erhöht, Ladeinfrastruktur verstärkt oder teure Lastspitzen reduziert werden. 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).

Wie sicher sind Elektrofahrrad-Batterien? Neuer Kinderpodcast zu Klimawandel & Energiewende -> https://klimafuechse.podigee.io/ Elektrofahrräder, oft auch als E-Bikes bezeichnet, haben sich schnell zu einem Symbol für nachhaltige urbane Mobilität entwickelt und bieten eine umweltfreundliche Alternative zu herkömmlichen Verkehrsmitteln. Dabei ist die entscheidende Komponente, der Akku des E-Bikes, häufiger im Zusammenhang mit Bränden in den Medien. In New York waren es letztes Jahr sogar über hundert Brände und auch einige Todesopfer. Wir gehen mit Martin Eschler von TÜV SÜD Battery Testing GmbH und Dr. Vikram Godbole von Bosch eBike Systems den Gründen für die Brände nach und diskutieren, ob E-Bike-Batterien grundsätzlich ein Sicherheitsrisiko darstellen. Es gibt die Elektrofahrrad-Batterien in verschiedenen Formen, Größen und chemischen Zusammensetzungen, die jeweils auf ein ausgewogenes Verhältnis von Leistung, Reichweite und Langlebigkeit ausgelegt sind. Lithium-Ionen-Akkus sind aufgrund ihrer hohen Energiedichte, leichten Bauweise und relativ langen Lebensdauer der am häufigsten verwendete Akkutyp in E-Bikes. Faktoren wie die Temperatur, das Nutzungsverhalten und die Ladegewohnheiten können die Lebensdauer des Batterien beeinflussen. Richtige Pflege und Wartung, wie z. B. die Lagerung des Akkus an einem kühlen, trockenen Ort und die Vermeidung von Tiefentladungen sind entscheidend. 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).

Real Talk rund um Recycling Der koreanische "Haus- & Hof-Recycler" von Samsung hat in Ungarn eine Reihe von Negativschlagzeilen hinter sich: (1) Überschreitung von Grenzwerten krebserregender Schwermetalle in der Luft, gefolgt von (2) einer Explosion mit zwei Todesfällen in den Werkshallen sowie (3) mehreren Bränden und (4) Schwierigkeiten bei der Abgasbehandlung. Die Nachrichten zeigen exemplarisch: Ein professionelles Batterie-Recycling bedarf vor allem eins: Sichere Prozesse. Doch damit nicht genug: Das Unternehmen möchte schon sehr bald bei Gera in Thüringen eine deutsche Niederlassung gründen. Dort formiert sich Widerstand: Eine Bürgerinitiative hat nach eigenen Angaben bereits mehr als 1.600 Einwendungen gegen das Werk gesammelt und eingereicht. Die Südkoreaner haben angekündigt, bis zum Jahr 2030 rund 74 Millionen Euro in den neuen Standort investieren und dort 100 neue Arbeitsplätze anzusiedeln. Damit die Unfälle aus Ungarn eine Ausnahme bleiben, entstehen in Deutschland gerade eine Reihe neuer Startups für Batterierecycling, die die Rezyklierprozesse nicht nur sicherer, sondern auch schneller, nachhaltiger - und vor allem billiger denken! Wir sprechen heute mit Till Bußmann, CTO bei Duesenfeld. Neben einem technologischen Einblick in die Pyro- und Hydrometallurgie spricht er über folgende Unternehmen, die den noch jungen Markt für Batterierecycling erobern möchten: Umicore Li-Cycle & Glencore BASF Aqua-Metals Redwood Materials Cylib & Tozero Duesenfeld 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). Links: https://www.mdr.de/nachrichten/thueringen/ost-thueringen/gera/batterie-recycling-sungeel-cretzschwitz-kritik-102.html https://www.duesenfeld.com/ https://hvg.hu/gazdasag/20230614_Kigyulladt_a_batonyterenyei_akkumulatorfeldolgozo_baleset_Sungeel_Hitech https://dailynewshungary.com/de/Schockierendes-2000-fache-des-Grenzwerts-eines-Karzinogens%2C-gemessen-in-einer-s%C3%BCdkoreanischen-Fabrik-in-Ungarn/

Ersetzt KI bald Batterie-Fachkräfte? Dr. Lukas Lutz hat eine selbsterklärte Mission: Als Gründer von Sphere Energy möchte er mit seinem Team eine künstliche Intelligenz entwickeln, die den Fachkräftemangel in der europäischen Batterie-Industrie abmildert. Die "Talentlücke" an Batterie-Expertise kann nur geschlossen werden, indem ganz neue digital-kreative Wege gegangen werden, so Lutz. Aktuelle Zahlen vom Fraunhofer ISI und der Europäische Batterieallianz gehen von mehreren hunderttausend Arbeitsplätzen in Europa aus (EBA: 800.000 Batteriejobs), die bis 2030 entlang der gesamten Batteriewertschöpfungskette entstehen sollen - und müssen. Ob so viel Personal aber überhaupt jemals eingestellt werden wird (oder gar zur Verfügung steht…), ist mehr als fraglich! Derzeit decken viele Unternehmen ihren Personalbedarf durch ausländische Experten - speziell in den Bereichen Elektrochemie, IT & Software, Ingenieurwesen, Mathematik und Verfahrenstechnik. Die Zahl der in Deutschland angestellten Fachkräfte liegt im Jahr 2024 laut Lutz bei gerade einmal 20.000 aktiven Batterie-Fachkräften (Deutschland). Und genau hier setzt die Idee von Sphere Energy an: Durch eine Reihe von verschiedenen Batterie-KI-Ideen verringert das bayrische Startup sukzessive den Bedarf an Batteriefachkräften. Ob in der Batterie- oder Zellproduktion (Testing, Entwicklung), R&D, Sales oder "Battery-Newsfeed": Die künstliche Batterie-Intelligenz soll das weltweit zur Verfügung stehende Batteriewissen zusammenführen und Batterieunternehmen als Ratgeber und Analysetool zur Seite stehen. Spezifische Testing- und Entwicklungsdaten sollen so (vollautomatisiert) schneller und vor allem fehlerfreier bearbeitet werden… Doch ob das letztlich wirklich Personal ersetzt, Kosten oder Zeit einspart? Wie ein "BatterieGPT" kann die generative KI namens "Batty" das Batteriewissen dieser Welt zusammentragen und sehr spezifisch auf Batteriefragen antworten. Versuchen Sie es selbst: Batty antwortet auf nahezu jede Ihrer Batteriefragen: Der Chatbot "Batty - Batterybrain": https://batty.sphere-energy.eu/ Eine schöne Alternative zu "Batty" ist "#BatteryGPT" von Dharmik Patel. Hierbei handelt es sich um eine KI, die auf #OpenAI basiert: https://gptstore.ai/gpts/R03o8mzrLN-batterygpt Hintergrund zum Thema: https://www.isi.fraunhofer.de/de/blog/2024/batterieforschung-kuerzung-foerderung-folgen-aufbau-oekosystem-europa-deutschland-fachkraefte-mangel.html Wie sieht das Angebot an ausgebildeten Batterieforschern aus? Wie groß ist der Bedarf an ausgebildeten Batterieforschern? Was trägt Deutschland zur europäischen Batterieforschung bei? Welchen Umfang und welche Notwendigkeit hat die europäische Batterieforschung und Entwicklung? Mehr Infos: https://european-social-fund-plus.ec.europa.eu/en/news/esf-powers-skills-battery-industry 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).