WANDERAUSSTELLUNG ANTRIEB ZUKUNFT - Phaeno

Der Elektrolyt
Für die Reaktion muss es freies Sulfat geben – wie in Schwefelsäure.
Aber Vorsicht! Nicht anfassen! Etwa wenn nach einem
Unfall aus einem Bleiakku Flüssigkeit sickert. Schwefelsäure
ätzt sehr stark.
Der Separator
Zwischen der Negativ- und der Positivplatte steckt jeweils
noch eine Platte: aus Glasfasern, Mikroglas oder PVC. Diese
Materialien halten der aggressiven Schwefelsäure (Elektrolyt)
stand. Und sie haben feine, mit bloßem Auge unsichtbare
Poren – gerade groß genug für geladene Teilchen.
Natrium-Nickelchlorid-Batterie
Manche mögen es heiß – Die Zebrazelle
Getauft nach dem Lieblingstier? 1999 hat der Südafrikaner
Johan Coetzer die Zebrazelle gebaut. Tatsächlich stammt ihr
Name aber von dem Projekt „Zero Emission Battery Research
Activity“, in dessen Rahmen sie entstand. Wie das Steppenpferd
mag es auch die Zebrazelle gern heiß. Bei 280 bis 350
Grad Celsius legt sie so richtig los – seit 2007 etwa im Smart
durch den Londoner Stadtverkehr. Dort hatte Daimler Benz
hundert kleine „Stromer“ versuchsweise auf Tour geschickt.
Sie rollten pro Ladung immerhin 135 Kilometer weit.
Infoboxen
Die Anode
Bei jeder einzelnen Zelle sitzt jeweils direkt unter dem
Außenmantel aus Stahl flüssiges, reines Natrium. Das gibt
negative Ladungen ab, die über den äußeren Stromkreis zur
Kathode wandern. Die nun positiv geladenen Natrium-Teilchen
bewegen sich durch den Elektrolyten zur Kathode.
Die Kathode
Der Keramikbecher (Separator) ist bei hohen Temperaturen für
positiv geladene Natrium-Teilchen durchlässig. Sie wandern
durch den Becher ins Innere. Dort verbinden sie sich mit dem
Nickelchlorid zu Natriumchlorid – Kochsalz also. Metallisches
Nickel bleibt zurück.
Der Separator
Ein Becher aus Keramik trennt die Elektroden.
Der Elektrolyt
Der Keramikbecher (Separator) ist zugleich der Elektrolyt: Bei
mehreren hundert Grad Celsius leitet das Material geladene
Natrium-Teilchen. Deswegen muss die Zebra-Zelle ständig beheizt
werden – auch wenn der Akku zeitweise nicht arbeitet.
Ihn neu aufzuheizen dauert 24 bis 48 Stunden.
Gut im Test, praktisch zu schwach?
Der Zebra-Akku liefert dreimal so viel Energie wie das
Blei-Modell. Selbst, wenn mehrere der Zebra-Zellen im
Akku ausfallen, arbeitet er noch. Obwohl die Zebra-Batterie
gegenüber dem Blei-Akku viel mehr Energie pro Größe
beziehungsweise pro Gewicht speichern kann, wiegt sie im
Smart immer noch 100 Kilogramm. Es dauert zwischen 4 und
8 Stunden um die Batterie voll aufzuladen. Dazu kommt, dass
sie vor Inbetriebnahme erst auf Temperatur gebracht werden
muss – immerhin etwa 300 Grad Celsius. Auch das benötigt
seine Zeit. Eine andere Batterie schafft das leichter – mit
Lithium-Ionen-Technik.
Nickel-Metallhydrid-Batterie
Schwestern mit Potenzial – Das Übergangsmodell
Schwermetall adé – seit Cadmium-Batterien weitgehend
verschwunden sind, übernehmen deren 1990 geborene
Schwestern den Dienst in Telefonen oder Laptops: Nickel-
Metallhydrid-Zellen speichern Energie in Form von Wasserstoff.
Das ist umwelttauglicher und liefert etwa ein Drittel mehr
Energie als das veraltete Cadmium-Pendant. Dafür sind diese
Batterien nicht ganz pflegeleicht:
Bei Frost fallen sie aus, im Hochsommer entladen sie sich
schnell selbst.
20 Exponat 3 - Geschichte und Grundlagen der Batterie