Powerchip Battery: Endlich ein nennenswerter Fortschritt?

Deutliche Verbesserung und die Beseitigung der meisten Probleme heutiger Akkus verspricht eine US-Firma namens XNRGI. Die hat nach eigenen Aussagen eine neue Fertigungstechnik für Akkus mit zahlreichen Vorteilen entwickelt. Das Grundkonzept ist der Aufbau und die Struktur der Zellen auf Basis der gut verfügbaren und bestens entwickelten Silizium-Wafer-Technologie, mit der Computerchips hergestellt werden.

Bei der XNRGI-Technik wird ein dreidimensionaler, "poröser" Wafer hergestellt. Jeder 12-Inch Wafer verfügt danach über 160 Millionen "Poren". Die Wafer werden dann auf einer Seite mit einer nicht leitenden Schicht versehen. Die andere Seite wird mit einem leitenden Metall beschichtet, welche die elektrische Ladung trägt. Durch die dreidimensionale Struktur vergrößert sich Fläche um das 70-fache, wodurch eine viel höhere Leistungsausbeute möglich wird. Die Energiedichte erhöht sich um das 10-fache.


Viele Vorteile, wenig "Wenn und Aber"
Jede der Poren ist physisch von seinem Nachbarn separiert und stellt im Grunde eine eigene individuelle Batterie dar. Bei Beschädigungen kann es daher nicht zu Kurzschlüssen kommen, wodurch Explosionen und thermische Überlastung (Brand) unmöglich werden.


Ein weiterer riesiger Vorteil – vielleicht der wichtigste von allen – ist, dass die Technologie mit bereits existierenden Fertigungsmethoden herstellbar ist. Und für die benötigten Wafer können heute in der Computerindustrie nicht mehr gängige, relativ simple und günstige Typen eingesetzt werden. Heißt: Es müssen nicht erst ergänzende Erfindungen zur Massenfertigung gemacht werden, wie das beispielsweise bei den sehr vielversprechenden Feststoff-Batterien der Fall ist, bei denen nicht vor Mitte der 2020er-Jahre mit Serienreife gerechnet wird. – Wenn überhaupt.


XNRGI plant Serienakkus für Motorräder, Drohnen, Roboter und ähnliches bereits für 2020. Für E-Autos ist 2022-2023 angepeilt, mit größeren Stückzahlen ab ca. 2024. Also deutlich konkreter, als die Feststoff-Technik. Da bleibt natürlich zu hoffen, dass diese Versprechungen auch tatsächlich gehalten werden, und vor allem, dass sich die Technik auch wirklich durchsetzen wird.

Fertige XNRGI-Akkus sollen zum Start etwa 280% der Leistung heutiger Li-Ion-Akkus bringen und auch deutlich schneller aufgeladen werden können. Anvisiert sind 15 Minuten für den 10-90%-Zyklus. – Einen entsprechend leistungsstarken Ladeanschluss vorausgesetzt. Die Reichweite würde sich im Vergleich zu einem heutigen E-Auto mit 400 km Reichweite auf über 1.000 km bei gleicher Akkugröße verbessern. Außerdem sind die XNRGI-Akkus erheblich leichter und sie sollen eine drei bis fünf mal längere Lebensdauer haben, weil es zu weniger Ablagerungen (Dendriten) kommt.


Und doch zum Scheitern verurteilt?
Von Nachteilen ist nirgends die Rede, und doch sind sie da: Die XNRGI-Technik kommt auch nicht ohne Lithium aus. Aufgrund der großen Oberfläche wird sogar erheblich mehr des seltenen Rohstoffs für eine XNRGI-Batterie benötigt. Ganz blütenrein ist also auch dieser Ansatz nicht. Die Feststoff-Technik bleibt spannender, ist aber noch in ferner Zukunft.

Ungewiss ist zudem, ob sich die Hersteller auf die Powerchip Battery einlassen werden, oder sie nicht lieber ihre eigenen Entwicklungen vorantreiben werden, in die sie schon viel Geld gesteckt haben. Beispiel Tesla: Die haben gerade zig Milliarden in ihre Gigafactory zur Herstellung "herkömmlicher" Li-Ion-Akkus versenkt. Warum sollten die nun Technologie von einem Fremdhersteller kaufen wollen? Viele andere große Hersteller, darunter auch VW, investieren stark in die Forschung für die Feststoffbatterie und dürften ebenfalls wenig Interesse an so einem "Quereinsteiger" haben. Am Ende könnte die Powerchip Battery allein an derartigen wirtschaftspolitischen Hindernissen scheitern.

Eine ausführlichere Beschreibung der Powerchip Battery Technologie finden Sie hier auf digitaltrends.com (englisch). Wie in dem dortigen Artikel angemerkt, besitzt die Firma XNRGI inzwischen zahlreiche Patente auf ihre "Powerchip battery technology" und wird finanziell vom U.S. Department of Energy gefördert. Im Gegensatz zu vielen anderen gibt es hier also viel mehr nachprüfbare Fakten statt nur blumiger Versprechungen. Das macht Hoffnung. Mal sehen, was in zwei oder drei Jahren daraus geworden ist.