E-Auto-Akkus leiden unter Hitze: Wie Forscher mithilfe von Bakterien gegensteuern wollen

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Die aktuelle Hitzewelle mit Temperaturen weit jenseits der 30-Grad-Marke macht nicht Menschen, sondern auch E-Auto-Akkus zu schaffen. US-Forscher:innen haben ein Verfahren entwickelt, das Abhilfe schaffen soll und setzen dabei auf Bakterien.

E-Auto-Akkus erzeugen beim Laden und unter Last Wärme. Steigt die Außentemperatur, wird es umso schwerer diese Wärme wieder abzugeben. Zudem arbeiten die in den meisten Akkus verbauten Lithium-Ionen-Zellen nur in einem Temperaturband von 15 bis 35 Grad Celsius zuverlässig.

Bessere Wärmeregulierung für E-Auto-Akkus

Wird es heißer, altern sie schneller, wie ingenieur.de schreibt. Entsprechend ist davon auszugehen, dass die aktuelle Hitzewelle mit Temperaturen bis zu 40 Grad Celsius den E-Auto-Akkus zu schaffen macht. US-Materialforscher:innen von der University of Tennessee und der University of Akron haben jetzt ein Verfahren entwickelt, dass eine bessere Wärmeregulierung in den Akkus möglich machen soll.

Dabei setzen die Forscher:innen beim sogenannten Thermal-Interface-Material an, das in den Akkus zwischen Zelle und Kühlsystem sitzt und dafür sorgen soll, dass die Wärme schneller nach außen gelangt. Das entwickelte Material soll Wärme bis zu zehnmal besser ableiten als bisherige Materialien. Die Forscher:innen haben sich dafür Hilfe von Bakterien gesucht.

Bakterielle Cellulose mit Fluorographen

Konkret fütterten sie spezielle Bakterien mit Zucker, damit diese sogenannte bakterielle Cellulose bilden. Dabei handelt es sich um feine Fasern, die die Forscher:innen wiederum mit Fluorographen zusammenwachsen ließen. Daraus bildete sich eine stark ausgerichtete Struktur, die Wärme gut, aber Strom kaum leitet. So könnten Kurzschlüsse verhindert werden.

Dem Studienleiter Weinan Xu von der University of Tennessee zufolge sei bakterielle Cellulose zwar schon früher zu wärmeleitenden Folien verarbeitet worden. Neu sei aber, dass die Bakterien das Fluorographen direkt in die Struktur einwachsen lassen könnten, wie es bei ingenieur.de heißt.

Verfahren ohne Chemie und bei Raumtemperatur

Ebenfalls ein Vorteil gegenüber schon bekannten Verfahren: das wärmeleitende Material entsteht bei Raumtemperatur im Wasser statt unter Zuhilfenahme von Chemie und bei hohen Temperaturen. Im Labor erreichte das Material eine Wärmeleitfähigkeit von bis zu sechs Watt, wie die Forscher:innen in ihrer im Fachmagazin Matter veröffentlichten Studie berichten.

Noch ist das Ganze aber noch nicht bereit für den Einsatz in E-Auto-Akkus. Denn die Herstellung eines Stücks Material nimmt bisher Tage bis Wochen in Anspruch. In Zukunft wollen die Forscher:innen entsprechend die Produktion beschleunigen und das Verfahren für Elektronik und Batterien hochskalieren.