Batteriegehäuse in Elektrofahrzeugen bestehen momentan hauptsächlich aus Stahl, Aluminium oder einer Kombination beider Materialien. Solche Gehäuse sind zwar sicher, aber in der Herstellung leider sehr energieintensiv.
Der Rohstoff Holz kann deshalb eine vielversprechende Alternative sein, wie das Team rund um Florian Feist vom Institut für Fahrzeugsicherheit an der TU Graz herausgefunden hat. Holz besitzt nämlich ausgezeichnete Eigenschaften für den Einsatz in Batteriegehäusen: hervorragende Schwingungsdämpfung, geringe Wärmeleitfähigkeit, hohe spezifische Steifigkeit bzw. Stoßenergieaufnahme sowie einen deutlich reduzierten ökologischen Fußabdruck.
Die Umweltbelastungen durch dieses Gehäuse sind nicht nur geringer, bei Verformungs- und Brandschutztests schneidet es teilweise sogar besser ab als herkömmliche Produkte.
"In unserem Projekt Bio!Lib haben wir bewusst auf Aluminium verzichtet", sagt Florian Feist. "Stattdessen verwenden wir eine sehr dünne Stahlhaut, deren Kammern mit Holz gefüllt sind. Die Stahlhaut wird direkt im Beisein des Holzkerns verschweißt." Holz habe den Vorteil, so Feist, dass es aus winzigen Zellen besteht, die unter hoher Druckbelastung kollabieren und dadurch bei einem Crash viel Energie aufnehmen können. Auch der Unterboden und der Deckel der Innovation bestehen aus einem Mix aus Stahl und Holz, das Innere der Batterie ist mit rippenähnlichen Querstreben verstärkt.
"Wir waren selbst erstaunt, wie gut unser Gehäuse bei einem simulierten Crash abschneidet", sagt Feist. Beim kritischen Pfahl-Crashtest etwa, bei dem Fahrzeuge mit hoher Geschwindigkeit auf einen runden Stahlpfeiler prallen, hat sich gezeigt, dass die Crash-Werte des "Bio!Lib"-Gehäuses sogar fast identisch mit denen des Aluminium-Batteriegehäuses eines Tesla Model S sind.
Zur Bewertung der Nachhaltigkeit ihres Metall-Holz-Hybrid-Designs haben die Forscher:innen mit der Uni Graz kooperiert und die Umweltauswirkungen aller verwendeten Materialien und Komponenten ermittelt – von der Nutzung von Primärenergie, Wasser und Land bis hin zur Belastung von Böden und Gewässern mit Giftstoffen.
"In fast allen Bereichen schneidet unser Bio!Lib-Gehäuse besser ab als der aktuelle Marktstandard", sagt Feist. In einem Nachfolgeprojekt will das Team mit namhaften Industrie- und Forschungspartnern nun herausfinden, ob für das Gehäuse auch niederwertiges Holz (z.B. aus nicht mehr benötigtem Baumbestand) zum Einsatz kommen kann.
Forschung, Entwicklung, Optimierung: Wissenschaft und Industrie erarbeiten laufend neue Methoden und Techniken. An dieser Stelle berichten wir über Innovationen, die sich positiv auf Effizienz und CO2-Ausstoß auswirken.
Kommentare