Vergessen Sie Elektroautos, die Zukunft der Batterietechnologie in Flugzeugen

Akkuzellen Cuberg

Cuberg Battery Cells Credit – Mit freundlicher Genehmigung von Cuberg

Richard Wang versucht, der Welt leichtere und leistungsfähigere Batterien vorzustellen. Der beste Weg, das zu tun, sei die Elektrifizierung von Flugzeugen.

Wang ist Gründer und CEO des Batterie-Startups Cuberg, das versucht, neue fortschrittliche chemische Kombinationen zu verwenden, um bessere Batterien als die Lithium-Ionen-Zellen zu entwickeln, die als Arbeitspferde von Laptops, Mobiltelefonen und Elektroautos dienen. Es gibt viele Unternehmen, die versuchen, so etwas zu tun – QuantumScape und Sila Nanotechnologies, um nur einige zu nennen – jedes mit einer anderen Vorstellung davon, was ein Durchbruch in der Chemie oder den Materialwissenschaften bringen wird. Wie andere Batteriekonzepte der nächsten Generation werden Cuberg-Zellen zumindest am Anfang teurer sein als herkömmliche Lithium-Ionen-Zellen. Aber was Wang auszeichnet, ist seine Idee, wie man diese Barriere am besten überwinden und seine Technologie in den Mainstream bringen kann. Er will sich auf den Bereich konzentrieren, den die Elektrifizierung bisher kaum berührt hat: das Fliegen.

Cuberg setzt dabei auf sogenannte Lithium-Batterien. Anstatt Graphit für die Anode der Batterie zu verwenden, wie dies bei den meisten herkömmlichen Lithium-Ionen-Batterien der Fall ist, verwenden die Batterien von Cuberg festes Lithium, das laut Wang eine viel höhere Leistung bietet: 70 % mehr Energie pro Gewichts- und Volumeneinheit im Vergleich zu den besten Lithiumionen. Batterien sind heute verfügbar, was bedeutet, dass Elektroflugzeuge viel weiter gehen und viel nützlicher sein können. Die Batterien von Cuberg werden jedoch viel Lithium benötigen, und um den harten Wettbewerb um das Metall zu überwinden, muss Recycling laut Wang die Lücke schließen, wenn die Produktion ansteigt.

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Richard Wang, Gründer und CEO von CubergChristoph Testy

Wang begann, über Elektroflugzeuge nachzudenken, als er 2015 sein Batterieunternehmen gründete. Zu dieser Zeit studierte er Materialwissenschaften an der Stanford University, und es gab keinen Mangel an Batterieunternehmen, die auf der Grundlage akademischer Forschung gegründet wurden. „Viele Batterie-Startups sind mit großartigen Ideen und enormen finanziellen Mitteln aus dem akademischen Bereich hervorgegangen und versuchen alle, die Automobilindustrie voranzubringen“, sagt er. Das würde Sinn machen, sagte er, denn da Tesla an Dynamik gewinnt und andere Autohersteller eine Abkehr von Verbrennungsmotoren in Betracht ziehen, scheinen die Autohersteller die größten potenziellen Kunden für Batterien zu sein. Aber Wang fand, dass diese Denkweise falsch war. „Was Sie sehen, ist, dass die meisten dieser Startups ausnahmslos wirklich Mühe hatten, erfolgreich zu sein“, sagt er. „Auch wenn sie nicht bankrott sind, sind sie etwa 10 bis 15 Jahre alt und haben noch kein kommerzielles Produkt in der Automobilindustrie.“

Das Problem, sagt Wang, ist, dass die oberste Priorität für Autohersteller nicht wirklich darin besteht, die fortschrittlichsten Batterien der nächsten Generation in ihre Fahrzeuge einzubauen – zumindest kurzfristig. Dies liegt daran, dass Autounternehmen mit niedrigen Margen arbeiten; Sie müssen sicherstellen, dass alles, was in die Montage des Autos gesteckt wird, unter einem Preis bleibt, zu dem sich die Leute es tatsächlich leisten können, es zu kaufen, und zu dem sie noch Gewinn machen können.

Aber die Luftfahrt war schon immer anders. Treibstoff ist einer der größten Ausgabenposten für Fluggesellschaften. Wenn Fortschritte wie gewichtssparende Kohlefaserkomponenten hinzukommen, waren sie in der Vergangenheit bereit, höhere Anschaffungskosten für Flugzeuge zu zahlen, wenn sie dadurch Geld sparen konnten. Das bedeutet, dass sie neue Technologien tendenziell schneller übernehmen als Automobilunternehmen. Wang ist zuversichtlich, dass das gleiche Paradigma für seine Batterien gelten wird.

Die Luftfahrtindustrie benötigt dringend Lösungen zur Dekarbonisierung – der Luftverkehr ist für etwa 2 % aller menschlichen Treibhausgasemissionen verantwortlich. Derzeit gibt es nur wenige einfache Optionen, und die meisten potenziellen Kohlenstofffixierungen, wie sogenannter „nachhaltiger Düsentreibstoff“, der aus Biomasse oder abgeschiedenem CO2 hergestellt wird, werden nur schwer in großem Maßstab eingesetzt werden können. Vorschläge, Flugzeuge mit Strom anzutreiben, stecken ebenfalls noch in den Kinderschuhen, und solche Flugzeuge hätten im Vergleich zu Flugzeugen mit fossilen Brennstoffen eine begrenzte Reichweite. Sie haben jedoch das Potenzial, einen Unterschied zu machen.

Kuberg hat Wangs These noch nicht bestätigt. Das Unternehmen, das im vergangenen März vom Batteriehersteller Northvolt gekauft wurde, hat seine Batterien an kleinen Drohnen getestet, wobei für 2024 groß angelegte Flugzeugversuche geplant sind. Wang sagt, dass sie wahrscheinlich um 2026 auf dem kommerziellen Markt erscheinen werden. Dies, sagt er, könnte große Auswirkungen auf die Dekarbonisierung haben. Dank der heutigen Batterietechnologie werden die schwebenden Lufttaxis, von denen Technologen hoffen, dass sie bald alltäglich werden, wahrscheinlich nur eine Reichweite von etwa 70 Meilen haben, während Cuberg sagt, dass ihre Batterien dasselbe Flugzeug etwa doppelt so weit bringen werden. Ein emissionsfreies Elektroflugzeug könnte wahrscheinlich mehr als 300 Meilen zurücklegen, während Hybrid-Elektroflugzeuge eine noch größere Reichweite hätten. Laut Wang wird all dies dazu beitragen, die Emissionen von US-Kurzstreckenflügen zu reduzieren. Und er sagt, dass diese Elektroflüge, die ähnliche Emissionen wie das Fahren eines Elektroautos haben werden, auch helfen könnten, andere Nischen zu füllen. „In gewisser Weise ist es eigentlich eher analog zu dem, was man über Hochgeschwindigkeitszüge denkt“, sagt Wang. “Aber ohne Infrastrukturbedarf.”

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