Sie assoziieren AA-Batterien wahrscheinlich mit Fernbedienungen, Wanduhren oder Spielzeugen, die unter Ihrem Couchtisch verstauben. Sie sind allgegenwärtig. Winzig. Offensichtlich. Im Innern dieser Zinkhülle werden durch eine chemische Reaktion Elektronen freigesetzt. Negativ bis positiv. Strom fließt. Einfach.
Elektrizität verändert die Art und Weise, wie wir uns fortbewegen. Autos fahren seit dem 19. Jahrhundert elektrisch. Mittlerweile dominieren Hybrid- und vollelektrische Fahrzeuge den Nachrichtenzyklus. Autokonzerne investieren Milliarden in die Batterietechnologie. Aber es gibt einen Haken. Die Packungen in diesen Fahrzeugen sind riesig. Schwer. Teuer. Eine Hybridbatterie könnte 300 Volt ausspucken. Das reicht aus, um ein Auto rein elektrisch durch die Straßen der Stadt zu schieben.
Hier ist also die Frage, die wie ein Witz klingt, bis man sich die technischen Daten anschaut: Kann man ein echtes, lenkbares Fahrzeug nur mit handelsüblichen AA-Haushaltsbatterien fahren?
Die kurze Antwort lautet: Ja. Du kannst.
Die lange Antwort ist, warum niemand täglich pendelt.
Eine AA-Zelle gibt 1,5 Volt ab. Das ist es. Um die 300 Volt eines Hybridpacks zu erreichen, wären 200 Zellen in Reihe erforderlich, um nur die Grundlinie zu erreichen. Aber Spannung ist nur die halbe Miete. Sie benötigen Strom. Sie brauchen Kapazität. Sie müssen diese winzigen Zellen ständig ersetzen. Es ist unpraktisch. Es ist ineffizient. Es ist ein logistischer Albtraum.
Aber unpraktisch bedeutet nicht unmöglich. Und Ingenieure hassen das Unmögliche.
Ein Team in Japan hat nicht nur ein Go-Kart aus Duracells gebaut. Sie bauten eine Maschine, die tatsächlich Autobahngeschwindigkeiten erreichte. 75 Meilen pro Stunde. Das sind 120,7 Kilometer pro Stunde. Angetrieben durch AA-Batterien.
Die Panasonic Oxyride Speed Challenge
Dies war kein Science-Fair-Projekt. Dies war eine ernsthafte technische Übung in Bezug auf Energiedichte und Leistungsabgabe. Das Team nutzte die Oxyride-Technologie von Panasonic, einen speziellen Typ von Alkalibatterien, die für eine höhere Leistung als Standardzellen von Handelsmarken entwickelt wurden. Oxyrid-Batterien verwenden an der Kathode Eisenoxid anstelle von Mangandioxid, was eine höhere Energiedichte und bessere Entladeraten bei hoher Belastung ermöglicht.
Warum ist das wichtig?
Herkömmliche Alkalien sinken bei hohem Strom. Sie erhitzen sich. Sie sterben. Oxyride-Zellen halten ihre Spannung länger, wenn Sie ihnen Strom abverlangen. Das ist der Unterschied zwischen einem Auto, das nach 200 Metern stotternd zum Stillstand kommt, und einem, das auf 120 km/h beschleunigt.
Die Herausforderung bestand darin, größer zu werden. Man kann nicht einfach 200 Batterien miteinander verkabeln und Schluss machen. Sie benötigen ein Managementsystem. Sie benötigen eine Wärmeregulierung. Sie benötigen einen Motor, der die Drehmomentkurve einer Niederspannungs- und Hochstromquelle bewältigen kann.
Das daraus resultierende Fahrzeug widersprach der allgemeinen Annahme, dass Haushaltsbatterien für Automobilanwendungen zu schwach seien. Es hat bewiesen, dass mit der richtigen Chemie und der richtigen Technik selbst die einfachste Energiequelle auf die Spitze getrieben werden kann.
Werden Sie nächstes Jahr AA-betriebene Autos in Ihrer Einfahrt sehen? Wahrscheinlich nicht. Allein der Gewichtsnachteil würde die Reichweite zerstören. Die Kosten für den Austausch Hunderter Zellen nach jedem Ladezyklus sind absurd. Aber der Proof of Concept steht. Die Physik funktioniert. Die Elektronen fließen. Und manchmal führen die absurdesten Einschränkungen zu den interessantesten technischen Lösungen.
Bei der Frage geht es nicht mehr wirklich um die Praktikabilität. Es geht darum, was passiert, wenn man aufhört zu fragen, ob es machbar ist, und sich stattdessen zu fragen beginnt, wie weit man das Limit verschieben kann.
Wie Panasonic den Geschwindigkeitsrekord für batteriebetriebene Landfahrzeuge brach
Der Sprung von der Flug- auf die Landgeschwindigkeit war für Panasonic ein logischer, wenn auch etwas frecher Wechsel. Bereits 2006 hatte der Elektronikriese für Schlagzeilen gesorgt, als er mit dem Tokyo Institute of Technology zusammenarbeitete, um ein bemanntes Flugzeug zu bauen, das mit 160 AA-Batterien betrieben wurde. Es war eine atemberaubende Leistung der Leichtbautechnik. Doch als sie versuchten, es ins Guinness-Buch der Rekorde einzutragen, stießen sie auf eine Mauer. Für „bemannte, batteriebetriebene Flugzeuge“ gab es keine Kategorie.
Das Rekordbuch hatte eine Lücke und Panasonic sah eine Chance. Bis 2007 verschob sich das Ziel. Das Ziel war nicht mehr der Himmel. Es war der Asphalt. Insbesondere der mit Trockenbatterien betriebene Landgeschwindigkeitsrekord.
Bei diesem Projekt mit dem Namen „Panasonic Oxyride Speed Challenge“ ging es nicht nur um Geschwindigkeit. Es ging um Spannung. Das Team stützte sich stark auf die proprietären Oxyride-Batterien von Panasonic. Das waren keine Standard-Alkalien. Sie drückten 1,7 Volt im Vergleich zu den typischen 1,5 Volt. Dieser zusätzliche Schlag war wichtig, wenn man versuchte, allein mit Chemie Masse zu bewegen.
Eine Kugel auf Rädern konstruieren
Das resultierende Fahrzeug sah überhaupt nicht wie die Limousinen aus, die morgens die Berufswege verstopften. Die von Panasonic-Ingenieuren und Studenten der Osaka Sangyo University gebaute Maschine ähnelte eher einem Seifenkistenrennwagen als einem Auto. Es befand sich nur 56 Zentimeter über dem Boden. Niedrig. Aggressiv. Aerodynamisch.
Das Gewicht war der Feind. Um dem entgegenzuwirken, hat das Team alles Unwesentliche entfernt. Der Körper war eine Hülle aus Kunststoff und Kohlefaser. Das Ergebnis? Ein Gesamtgewicht von nur 83 Pfund (38 Kilogramm).
Sie müssen sich die Stromquelle bildlich vorstellen, um das Design beurteilen zu können. Das Auto verwendete 192 AA-Batterien. Das sind fast 200 Zellen, die auch in einer Wanduhr oder einer TV-Fernbedienung zu finden sind. Um so viel Energiedichte in ein Paket zu packen, das so klein ist, dass es hinter den Rücken eines Fahrers passt, war Präzisionstechnik erforderlich. Der Akku war direkt hinter dem Piloten Takashi Sudo montiert.
Sudo saß nicht aufrecht. Er lag flach auf dem Rücken, versteckt im Rumpf aus Kohlefaser. Vor jedem Lauf versiegelte die Crew den Körper über ihm. Es war ein Cockpit für einen. Zum einen ein Druckrohr.
Erreichen von 75,8 Meilen pro Stunde mit Alkaline-Strom
Was passiert also, wenn man 192 AA-Batterien an einem 38 Kilogramm schweren Kohlefasergeschoss befestigt? Du bekommst einen Guinness-Weltrekord.
Um sich für den Rekordversuch zu qualifizieren, musste das Team eine Geschwindigkeit von 65 Meilen pro Stunde (104,6 Kilometer pro Stunde) erreichen. Sie haben diesen Maßstab nicht nur erfüllt. Sie haben es zerschlagen.
Die Durchschnittsgeschwindigkeit auf der gesamten Strecke betrug 65,5 Meilen pro Stunde (105,95 Kilometer pro Stunde). Aber die Höchstgeschwindigkeit? 75,8 Meilen pro Stunde (122 Kilometer pro Stunde).
Es gab natürlich einen Haken. Die Physik lässt dich nicht ewig schummeln. Diese winzigen Batterien waren bereits nach einer dreiviertel Meile (1,2 Kilometer) leer. Der Lauf war kurz. Brutal. Wirksam. Aber es hat gereicht. Im August 2007 gewann die Panasonic Oxyride Speed Challenge offiziell den Titel für das schnellste Auto mit Trockenbatterieantrieb.
Die Realität des AA-betriebenen Fahrens
Es ist leicht, sich ein Auto anzusehen, das mit AA-Batterien 75,8 Meilen pro Stunde erreicht, und über die Zukunft des Pendelns nachzudenken. Mach dir keine Sorgen. Sie werden nicht mit einem Panasonic Oxyride zur Arbeit fahren. Die Reichweite ist zu gering. Die Kapazität ist zu gering. Die Sicherheitsstandards sind nicht vorhanden.
Aber das Experiment bewies einen grundlegenden Punkt. Sie können ein Fahrzeug mit Trockenzellenbatterien antreiben. Sie benötigen lediglich 192 davon. Sie benötigen ein Fahrzeug, das weniger wiegt als ein Motorrad. Sie benötigen ein aerodynamisches Profil, das einem Torpedo nachempfunden ist. Und Sie müssen akzeptieren, dass Ihre „Autobahngeschwindigkeit“ tatsächlich ein Sprint ist.
Panasonic hat das Elektroauto nicht erfunden. Sie haben gerade bewiesen, dass man mit genügend Spannung, genügend Kohlefaser und einer Prise Sturheit Rekorde brechen kann, die nichts mit praktischem Transport zu tun haben. Es war ein brillanter Blitz. Ein Rekord. Ein Moment in der Zeit.
Die Batterien sind jetzt leer. Das Auto befindet sich wahrscheinlich irgendwo in einem Museum oder in einem Lagerraum. Aber die Idee bleibt bestehen. Bei der Leistung geht es nicht nur um Watt. Es kommt darauf an, wo Sie sie platzieren.
