LTO-Batterien sollen 10-mal besser als Lithium-Akkus sein
In Deutschland gondeln auf mehreren Strecken bereits seit einigen Jahren Wasserstoffzüge von Siemens durch die Landschaft. Die Mireo-Garnituren sind mit einem Wasserstofftank, einer Brennstoffzelle und einer Batterie ausgestattet.
Die neueste Generation des Mireo Plus H bekommt nun so genannte LTO-Akkus, die im Vergleich zu herkömmlichen Lithium-Batterien wesentlich leistungsfähiger und sicherer sein sollen.
Entwickelt und gebaut werden die LTO-Akkus von Saft, einem Tochterunternehmen des französischen Energiekonzerns TotalEnergies. Demnach sollen die neuen Batterien den herkömmlichen Lithium-Ionen-Akkus bei der Lade- und Entlade-Performance um den Faktor 10 überlegen sein.
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Keine isolierende Schicht
Hauptverantwortlich für einen raschen Alterungsprozess bei Lithium-Ionen-Akkus ist die Bildung einer isolierenden Schicht auf den Elektroden. Bei den LTO-Akkus soll dies durch ein anderes Oberflächenmaterial verhindert werden.
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LTO steht für Lithium-Titanium-Oxide (Lithiumtitanat-Akku). Dabei wird das Graphit auf der negativen Elektrode durch gesinterte Elektrode aus einem Titan-Spinell ersetzt. Aufgrund der hohen chemischen Bindung des Lithiums im Titanat, wird die Bildung einer isolierenden Schicht auf ein Minimum reduziert.
Diese Unterschiede zu den herkömmlichen Lithium-Batterien ermöglichen deutlich höhere Ladeleistungen bei LTO-Akkus. Auch die Lebenszeit wird durch das modifizierte Material um das 10-fache erhöht, sagt Saft. Gleichzeitig ermöglichen LTO-Akkus eine höhere Energiedichte, da sie in Sachen Sicherheit besser abschneiden als Lithium-Batterien.
LTO-Akkus unterstützen die Brennstoffzelle
Bei den Wasserstoffzügen dienen die LTO-Akkus zur Unterstützung. Die primäre Energiequelle ist die Brennstoffzelle, die Wasserstoff in elektrische Energie umwandelt.
Die LTO-Akkus liefern beim Beschleunigen zusätzliche Energie, da die Brennstoffzellen nicht ausreichend Leistung liefern. Beim Bremsen wird kinetische Energie wieder in Strom umgewandelt und in den LTO-Akkus gespeichert.
Fährt der Zug mit seiner Reisegeschwindigkeit, gleichen die LTO-Akkus Lastspitzen aus, damit die Brennstoffzellen in ihrem optimalen Bereich arbeiten können. Dadurch soll eine hohe Effizienz und ein geringerer Wasserstoffverbrauch ermöglicht werden.