ZEBRA-Batterie


ZEBRA-Batterie
Natrium-Nickelchlorid-Batterie, Museum Autovision, Altlußheim

Eine Zebra-Batterie ist eine wiederaufladbare Hochtemperaturbatterie, eine Natrium-Nickelchlorid-Batterie, vornehmlich für den Einsatz in Kraftfahrzeugen und in der Rüstungsindustrie. Der Südafrikaner Johan Coetzer gab der von ihm am CSIR in Pretoria entwickelten Batterie den Namen seines Lieblingstieres, dem Zebra, wobei ZEBRA für Zeolite Battery Research Africa Project stand, aber auch als Zero Emission Battery Research Activity erklärt wird.

Inhaltsverzeichnis

Chemische Zusammensetzung

Die Reaktanden sind Natriumchlorid (Kochsalz) und Nickel. Die Trennung der verschiedenen Ionen wird durch eine nur für Natriumionen durchlässige semipermeable Keramikwand aufrechterhalten, die die Natriumelektrode von der Natriumchlorid/Nickelchlorid/Nickelelektrode trennt. Vorteilhaft ist, dass das reine Natriummetall an der Kathode flüssig vorliegt, was den Aufbau inaktiver und zerstörerischer Verbindungen (Dendriten) verhindert.

Die erzeugte elektrische Spannung beträgt ca. 2,58 Volt, der Energiegehalt etwa 100-120 Wh/kg, die Arbeitstemperatur liegt bei ca. 300° Celsius. Im Vergleich dazu hat ein Bleiakkumulator einen Energiegehalt von etwa 30 Wh/kg.

Produktion und Nutzung in Europa

MES-DEA

Eine Zebra-Batterie wird derzeit (Jahr 2006) von der Firma Cebi in Stabio (Schweiz) bzw. der Tochterfirma MES-DEA hergestellt.

MES-DEA bietet auch einige Elektrofahrzeuge mit Zebra-Batterien an, u. a. einen Twingo, einen Smart und einen Panda. Zebra-Batterien sind noch immer in verschiedenen Elektrofahrzeugen auch in Deutschland im Einsatz, u. a. in einem Daimler-Bus MB410E des BIMAQ, Bremen. Auch Batterien, die längere Zeit abgekühlt waren, konnten erfolgreich reaktiviert werden (z. B. im März 2006 in einem Vito-Fahrzeug in der Nähe von Dortmund).

Dr. Cord-Heinrich Dustmann, Leiter der Zebra-Aktivitäten bei MES-DEA, hat in einem Vortrag im Juni 2004 hinsichtlich der Lebensdauer von einer Testbatterie berichtet, die seit elf Jahren im Test und über 3000 Zyklen genutzt worden ist (was etwa einem Zyklus pro Arbeitstag ausmacht). Im gleichen Vortrag wurden zwei Typen vorgestellt: Beide mit je 17,8 kWh Energieinhalt, einmal bei 278 Volt mit 64 Ah und einmal bei 557 V und 32 Ah. Die Blöcke wiegen je 195 kg mit Gehäuse und Batteriemanagement, die spezifische Energie beträgt 94 Wh/kg. Die maximale Belastung beträgt laut Hersteller rund 32 kW. Die Betriebstemperatur der gut wärmegedämmten Batterie beträgt typisch 300 °C (270 bis 350 °C). Die Batterie hat einen hundertprozentigen Ah-Wirkungsgrad, d. h. es können genauso viele Ah entnommen werden, wie hinein geladen wurden. Verluste entstehen an zwei Stellen: der unterschiedliche Lade- und Entladespannungen und durch das Heizen der Akkus.

Fremdnutzer der MES-DEA Batterie

Das derzeit bekannteste Auto mit Zebra-Batterie ist der Think City und der Smart EV in einer limitierten Auflage für London, GB.

Auch der weltweit größte Hersteller von Elektrovans und Elektrolastern Smith Electric Vehicles nutzt Zebra-Batterie-Packs, so z. B. für den Smith Newton Range, ein 7,5-Tonner mit einem 120 Kilowatt-Elektromotor.

Waffensysteme

Wegen ihrer hohen Energiedichte und Zuverlässigkeit werden ZEBRA-Batterien auch in Waffensystemen wie U-Booten und Raketen eingesetzt. Europäische Hersteller sind z. B. Rolls-Royce und ASB, ein wichtiger US-Rüstungslieferant ist Enser. Siehe Weblinks. Rolls-Royce bietet ZEBRA-Batterien von 24 Volt bis 1000 Volt und von 2 kWh bis 50 kWh Ladekapazität.

Literatur

R. A. Guidotti, P. Masset "Thermally activated ("thermal") battery technology Part I: An overview," Journal of Power Sources, Vol.161(2006), pp.1443-1449.

Siehe auch:

konkurriende Hersteller von Traktionsbatterien:

Weblinks

deutschsprachige Links
englischsprachige Links

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