Nicht nur im Straßenverkehr sondern auch auf der Schiene könnten bald Akkus für einen energieeffizienten Transport sorgen. Einen Hochleistungsakkumulator für geplante Hybridlokomotiven nahmen jetzt Wissenschaftler an der Forschungs-Neutronenquelle FRM II der Technischen Universität München (TUM) unter die Lupe. Der von General Electric (GE) hergestellte Akku ist eine Natrium-Eisenchlorid-Batterie. Die Untersuchung zeigte, wie sich die chemischen Stoffe in verschiedenen Ladezuständen innerhalb der Akkuzelle verteilen.
Die Physiker und Chemiker am FRM II durchleuchteten eine halb entladene und eine ganz entladene Batteriezelle von General Electric mit Hilfe des Instruments ANTARES (Advanced Neutron Tomography and Radiography Experimental System). Neutronen ermöglichen es dabei, zerstörungsfrei in das Innere von Gegenständen zu blicken, um so den Füllstand des Natriums in der ungeöffneten Batterie sichtbar zu machen. An einem zweiten Instrument der Garchinger Forschungs-Neutronenquelle, dem Eigenspannungs- und Texturdiffraktometer STRESS-SPEC analysierten die Wissenschaftler die genaue Zusammensetzung der chemischen Stoffe in der Zelle. Die unterschiedlichen Materialien in der Batterie reagieren verschieden mit den Neutronen und geben deshalb eindeutige Signale ab. So erhielten die Forscher eine genaue Aufschlüsselung über die Verteilung der Reaktionspartner in der Zelle. Das ist wichtig um herauszufinden, wie die Akkuzelle möglichst oft be- und entladen werden kann.
Die Akkus von General Electric sollen mindestens zehn Prozent Energie einsparen. Bis zu 10.000 dieser 2,33 Volt-Akkus stellen der Hybridlokomotive 2000 PS zur Verfügung. Im Gegensatz zu den heute in Kraftfahrzeugen eingesetzten Bleiakkus verfügen die Natrium-Eisenchloridakkus nicht nur über eine mehr als doppelt so hohe Leistungsdichte, sondern sie können auch eine sehr große Leistung abgeben, so wie sie Lokomotiven benötigen. Ein weiterer Vorteil der am FRM II untersuchten Akkus: Natrium kommt auf der Erde in Form von Natriumchlorid, einfachem Kochsalz, wesentlich häufiger vor, als das für Lithiumakkus verwendete Lithium.
Quelle: Technische Universität München
