{"id":4582,"date":"2025-06-30T15:23:30","date_gmt":"2025-06-30T15:23:30","guid":{"rendered":"https:\/\/www.kmdpower.com\/?p=4582"},"modified":"2025-06-30T15:23:32","modified_gmt":"2025-06-30T15:23:32","slug":"what-does-energy-density-mean","status":"publish","type":"post","link":"https:\/\/www.kmdpower.com\/de\/news\/what-does-energy-density-mean\/","title":{"rendered":"Was bedeutet Energiedichte?"},"content":{"rendered":"

Einf\u00fchrung<\/h2>

Warum ist die Energiedichte eine entscheidende Kennzahl in der Batterietechnologie?<\/h3>

Auf Branchenkonferenzen und bei Produkteinf\u00fchrungen wird die Energiedichte wie Konfetti umhergeworfen. Warum ist sie so wichtig? Im Wesentlichen bestimmt die Energiedichte, wie viel Energie man in ein bestimmtes Gewicht oder Volumen einer Batterie packen kann. Offen gesagt verspricht sie mehr Energie, weniger Volumen und eine l\u00e4ngere Laufzeit. Aber jetzt kommt der Knackpunkt: Alle sind hinter einer h\u00f6heren Energiedichte her, aber nur wenige fragen sich, welche Kompromisse sich dahinter verbergen. Fr\u00fcher dachte ich, dieses Rennen bedeute einfach mehr Wattstunden pro Kilogramm. Mit der Zeit wurde mir klar, dass es sich eher wie ein Balanceakt auf Messers Schneide anf\u00fchlt.<\/p>

Vor Jahren habe ich ein hochmodernes Akkupaket mit einer rekordverd\u00e4chtigen Energiedichte eingesetzt. Auf dem Papier sah es gut aus - bis das W\u00e4rmemanagement zu einem Albtraum wurde. Pl\u00f6tzlich verwandelte sich unser \"Sieg\" in eine teure Lektion. Die Energiedichte ist nicht allein eine Zahl. Sie ist ausschlaggebend daf\u00fcr, wie sich die Batterie unter realen Bedingungen verh\u00e4lt. Wer das ignoriert, riskiert \u00c4rger.<\/p>

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12v 100ah lifepo4 Batterie<\/a><\/strong><\/p>

Wie wirkt sich die Energiedichte auf allt\u00e4gliche Ger\u00e4te und gro\u00df angelegte Anwendungen aus?<\/h3>

Die Energiedichte beeinflusst alles, von Ihrem Smartphone \u00fcber Elektrofahrzeuge bis hin zur Netzspeicherung. Stellen Sie sich vor, Sie h\u00e4tten ein Telefon von der Gr\u00f6\u00dfe eines Ziegelsteins bei sich, weil es nicht genug Saft aufnehmen kann. Oder fahren Sie ein Elektroauto mit einer koffergro\u00dfen Batterie, die kaum 100 Meilen weit reicht. Eine hohe Energiedichte versorgt elegante Ger\u00e4te im Stillen. Aber hier ein kleiner Umweg: Bei der massiven Netzspeicherung gewinnt manchmal eine geringe Energiedichte, aber eine hohe Sicherheit und Langlebigkeit. Ich habe an einem Mikronetzprojekt in Afrika s\u00fcdlich der Sahara gearbeitet, bei dem die Zuverl\u00e4ssigkeit die Dichte \u00fcbertraf. Die Batterie war zwar schwer und langsam, aber sie fiel nie aus. Nicht glamour\u00f6s, aber absolut entscheidend.<\/p>

Was treibt das wachsende Interesse an Energiedichte bei Verbrauchern und Ingenieuren an?<\/h3>

Die Energiedichte ist nicht mehr nur eine technische Kennzahl. Die Verbraucher verlangen langlebigere, schneller aufladbare Ger\u00e4te und Fahrzeuge mit gr\u00f6\u00dferen Reichweiten. Ingenieure stehen unter Innovationsdruck, weil sie sonst Gefahr laufen, zu veralten. Aber ich habe ein ungutes Gef\u00fchl: Die Besessenheit von der Energiedichte macht uns manchmal blind f\u00fcr gr\u00f6\u00dfere Probleme wie Recyclingf\u00e4higkeit oder die Ethik der Lieferkette. Die Industrie gibt es zwar nicht offen zu, aber das Streben nach Energiedichte um jeden Preis kann sich aus \u00f6kologischer und sozialer Sicht r\u00e4chen. Wir brauchen einen breiteren Blickwinkel.<\/p>

Was ist die grundlegende Definition von Energiedichte?<\/h2>

Wie definieren Experten die Energiedichte?<\/h3>

Experten definieren die Energiedichte als die Menge an Energie, die eine Batterie im Verh\u00e4ltnis zu ihrem Gewicht oder Volumen speichert. Stellen Sie sich das so vor, als w\u00fcrde man Kraftstoff in einen Tank packen. Je h\u00f6her die Energiedichte ist, desto mehr \"Kilometer\" kann die Batterie zur\u00fccklegen, bevor sie nachgef\u00fcllt werden muss. Hier ist eine einpr\u00e4gsame Analogie: Stellen Sie sich vor, Sie w\u00fcrden einen Koffer packen. Die gravimetrische Energiedichte misst, wie viel Gewicht Sie tragen k\u00f6nnen - also wie schwer sich der Koffer anf\u00fchlt. Die volumetrische Energiedichte misst, wie viel hineinpasst - wie gro\u00df der Koffer ist.<\/p>

Welche Einheiten messen die Energiedichte - Wh\/kg oder Wh\/L?<\/h3>

Wattstunden pro Kilogramm (Wh\/kg) quantifizieren die Energie pro Gewichtseinheit. Dies ist wichtig, wenn das Gewicht eine Rolle spielt, wie bei Drohnen oder Elektroflugzeugen. Wattstunden pro Liter (Wh\/L) messen die Energie pro Volumen, was bei platzbeschr\u00e4nkten Anwendungen wie Telefonen oder Laptops entscheidend ist. Beide Einheiten sind wichtig, aber die Industrie bevorzugt oft Wh\/kg, um \"leichte und leistungsstarke\" Batterien zu verkaufen. Ich pers\u00f6nlich bin der Meinung, dass die volumetrische Energiedichte den gleichen Respekt verdient, vor allem da die Ger\u00e4te immer kleiner werden, aber l\u00e4ngere Laufzeiten erfordern.<\/p>

Was ist der Unterschied zwischen gravimetrischer und volumetrischer Energiedichte?<\/h3>

Die gravimetrische Energiedichte ist ein gewichtsbezogenes Ma\u00df, w\u00e4hrend die volumetrische Energiedichte ein volumenbezogenes Ma\u00df ist. Stellen Sie sich zwei Batterien vor, die gleich viel wiegen, von denen eine aber dichter und kleiner erscheint. In der Luft- und Raumfahrt wird die gravimetrische Messung bevorzugt, bei Smartphones die volumetrische. Ich habe einmal an einem Weltraumprojekt gearbeitet, bei dem es auf jedes Gramm ankam. Aber das ist nicht universell. Je nach Anwendungsfall m\u00fcssen Sie die richtige Metrik w\u00e4hlen.<\/p>

Warum ist die Energiedichte bei Batterien wichtig?<\/h2>

Wie wirkt sich die Energiedichte auf Gr\u00f6\u00dfe und Gewicht der Batterie aus?<\/h3>

Eine h\u00f6here Energiedichte l\u00e4sst Batterien bei gleicher Leistung schrumpfen und leichter werden. Dieser Wandel f\u00fchrt zu tragbaren Ger\u00e4ten, leichteren Elektrofahrzeugen und kompakten Speichereinheiten. Die Erh\u00f6hung der Dichte stellt jedoch eine Herausforderung f\u00fcr Chemie und Technik dar. Bei h\u00f6herer Dichte werden die Zellen oft enger aneinander gepackt, was mehr W\u00e4rme erzeugt. Und W\u00e4rme beeintr\u00e4chtigt die Lebensdauer und Sicherheit von Batterien.<\/p>

Warum ist eine hohe Energiedichte f\u00fcr tragbare Elektronik und Elektrofahrzeuge so wichtig?<\/h3>

Die Energiedichte wirkt sich direkt auf die Nutzbarkeit und Reichweite von Smartphones, Tablets, Laptops und Elektrofahrzeugen aus. Die Verbraucher erwarten Ger\u00e4te, die den ganzen Tag halten, und Autos, die mit einer einzigen Ladung Hunderte von Kilometern zur\u00fccklegen. Ohne hohe Energiedichte schrumpfen diese Erwartungen drastisch. Doch genau hier liegt das Paradoxon: Batterien mit hoher Energiedichte degradieren manchmal schneller oder erfordern eine aufwendige K\u00fchlung. Es gibt kein kostenloses Mittagessen.<\/p>

Welche Kompromisse gibt es zwischen Energiedichte, Sicherheit und Kosten?<\/h3>

Diese Frage kostet Millionen. Das Streben nach Energiedichte geht oft zu Lasten der thermischen Stabilit\u00e4t oder erh\u00f6ht die Produktionskosten. Die Industrie nimmt diese Kompromisse stillschweigend in Kauf: Billigere Batterien bieten eine geringere Dichte und eine k\u00fcrzere Lebensdauer, w\u00e4hrend hochwertige Zellen mit hoher Dichte komplexe Managementsysteme erfordern. Fr\u00fcher glaubte ich, die beste Batterie sei die mit der h\u00f6chsten Dichte. Jetzt wei\u00df ich, dass dieser Ansatz unklug ist. Sicherheit, Kosten und Langlebigkeit sind gleicherma\u00dfen wichtig.<\/p>

Wie wird die Energiedichte in Batterien gemessen?<\/h2>

Mit welchen Methoden wird die Energiedichte im Labor und unter realen Bedingungen berechnet?<\/h3>

In Labortests wird die Energiedichte auf der Grundlage von Zellchemie, Spannung und Kapazit\u00e4t unter idealen Bedingungen berechnet. Die realen Werte sind aufgrund von Verpackungen, Sicherheitskomponenten und betrieblichen Ineffizienzen oft geringer. In Datenbl\u00e4ttern werden manchmal 250 Wh\/kg versprochen, aber die tats\u00e4chliche Energiedichte auf Packungsebene liegt eher bei 150 Wh\/kg, wenn man BMS und thermische Systeme hinzuf\u00fcgt. Diese L\u00fccke frustriert Ingenieure und Verbraucher gleicherma\u00dfen.<\/p>

Wie beeinflussen die Zellchemie und das Batteriedesign die Energiedichte?<\/h3>

Verschiedene Lithium-Ionen-Chemien, wie NMC oder LFP, bieten unterschiedliche Energiedichten. Durch die Wahl des Zellformats, der Elektrodendicke und der Elektrolytkonzentration lassen sich die Zahlen ver\u00e4ndern. Ich erinnere mich an einen fr\u00fchen R\\&D-Versuch, bei dem die gravimetrische Energiedichte durch eine ver\u00e4nderte Kathodenzusammensetzung um 15% erh\u00f6ht wurde - ein entscheidender Faktor f\u00fcr die Ausdauer von Drohnen.<\/p>

Warum spiegeln die Herstellerangaben m\u00f6glicherweise nicht die tats\u00e4chliche Energiedichte wider?<\/h3>

Die Hersteller geben oft die Energiedichte auf Zellenebene an und verschweigen dabei die Gegebenheiten auf Packungsebene, wie Schutzgeh\u00e4use, Verkabelung und K\u00fchlsysteme. Das Marketing besch\u00f6nigt diese Nuancen, um die Batterien besser erscheinen zu lassen, als sie in Wirklichkeit sind. Die Verbraucher haben hier ein Recht auf Transparenz. Die Industrie gibt es zwar nicht offen zu, aber diese Diskrepanz f\u00fchrt oft zu Entt\u00e4uschungen beim K\u00e4ufer.<\/p>

Typische Werte f\u00fcr die Energiedichte bei verschiedenen Batterietypen<\/h2>

Wie hoch sind die gravimetrische und die volumetrische Energiedichte von Lithium-Ionen-Batterien?<\/h3>

Moderne Lithium-Ionen-Zellen bieten zwischen 150-260 Wh\/kg gravimetrisch und 250-700 Wh\/L volumetrisch, je nach Chemie und Design. Die NMC-Varianten bieten mehr Energie, aber die LFP-Zellen zeichnen sich durch eine h\u00f6here Stabilit\u00e4t bei geringeren Dichtekosten aus.<\/p>

Wie sehen Bleis\u00e4ure-, Nickel-Metallhydrid- (NiMH) und Natrium-Ionen-Batterien im Vergleich aus?<\/h3>

Blei-S\u00e4ure-Batterien sind schwer und sperrig und haben eine gravimetrische Energiedichte von etwa 30-40 Wh\/kg. NiMH bietet eine bescheidene Verbesserung (~60-120 Wh\/kg), bleibt aber immer noch hinter Lithium zur\u00fcck. Natrium-Ionen-Batterien (~100-160 Wh\/kg) versprechen billigere und sicherere Alternativen, allerdings mit geringerer Dichte.<\/p>

Welche neuen Batterietechnologien versprechen eine h\u00f6here Energiedichte?<\/h3>

Festk\u00f6rperbatterien, Lithium-Schwefel- und Siliziumanoden-Batterien versprechen einen gro\u00dfen Fortschritt. Auf einem Technologiegipfel 2019 behauptete ein Prototyp einer Festk\u00f6rperbatterie \u00fcber 400 Wh\/kg. Dennoch bleibe ich skeptisch - die kommerzielle Realisierbarkeit liegt noch Jahre entfernt. Der Hype-Zyklus geht weiter.<\/p>

Praktische Vergleichstabelle von Batteriechemie und Energiedichte<\/h3>
Batteriechemie<\/th>Gravimetrische Energiedichte (Wh\/kg)<\/th>Volumetrische Energiedichte (Wh\/L)<\/th>Die wichtigsten Vorteile<\/th>Gemeinsame Anwendungen<\/th>Prim\u00e4re Beschr\u00e4nkungen<\/th><\/tr><\/thead>
Lithium-Ionen (NMC)<\/strong><\/td>180 - 260<\/td>300 - 700<\/td>Hohe Energiedichte, gute Zykluslebensdauer<\/td>Elektrofahrzeuge, tragbare Elektronik, Drohnen<\/td>Risiko des thermischen Durchgehens, relativ hohe Kosten<\/td><\/tr>
Lithium-Eisen-Phosphat (LFP)<\/strong><\/td>90 - 160<\/td>220 - 400<\/td>Ausgezeichnete Sicherheit, lange Lebensdauer<\/td>Netzspeicherung, E-Busse, solare Unterst\u00fctzung<\/td>Geringere Energiedichte als NMC<\/td><\/tr>
Blei-S\u00e4ure<\/strong><\/td>30 - 50<\/td>60 - 110<\/td>Kosteng\u00fcnstige, ausgereifte Technologie<\/td>Automobil-Starter, UPS<\/td>Schwer, geringe Energiedichte<\/td><\/tr>
Nickel-Metallhydrid (NiMH)<\/strong><\/td>60 - 120<\/td>140 - 300<\/td>Robuster als Blei-S\u00e4ure<\/td>Hybridfahrzeuge, einige elektronische Ger\u00e4te<\/td>M\u00e4\u00dfige Energiedichte, Memory-Effekt<\/td><\/tr>
Natrium-Ionen (entstehend)<\/strong><\/td>100 - 160<\/td>150 - 250<\/td>Niedrigere Kosten, sicherere Rohstoffe<\/td>Netzspeicherung, Nischen-EVs<\/td>Geringere Energiedichte, Technologie im Fr\u00fchstadium<\/td><\/tr><\/tbody><\/table><\/figure>

Hinweis: Die Energiedichten variieren je nach Design und Herstellerangaben.<\/em><\/p>

Wie wirkt sich die Energiedichte auf die Sicherheit und Langlebigkeit von Batterien aus?<\/h2>

Kann eine h\u00f6here Energiedichte das Risiko eines thermischen Durchgehens erh\u00f6hen?<\/h3>

Ja. Die Speicherung von mehr Energie pro Volumen- oder Gewichtseinheit erh\u00f6ht das Potenzial f\u00fcr katastrophale Ausf\u00e4lle, wenn man es nicht richtig handhabt. Thermisches Durchgehen - wenn W\u00e4rme unkontrollierbare Reaktionen ausl\u00f6st - wird ohne strenge Sicherheitsvorkehrungen wahrscheinlicher.<\/p>

Wie schaffen die Konstrukteure ein Gleichgewicht zwischen Energiedichte und Batteriesicherheit?<\/h3>

Batterieingenieure setzen K\u00fchlung, fortschrittliche BMS und sicherere Chemikalien wie LFP ein, um Risiken zu verringern. Der Spagat zwischen dem Ausreizen von Grenzen und der Aufrechterhaltung der Sicherheit bleibt heikel. Ich habe selbst schon Akkus getestet, bei denen eine einzige fehlerhafte Zelle die Integrit\u00e4t des gesamten Akkus gef\u00e4hrdet hat.<\/p>

Welchen Einfluss hat die Energiedichte auf die Lebensdauer und Degradation von Batterien?<\/h3>

Batterien, die f\u00fcr eine hohe Energiedichte optimiert sind, haben in der Regel eine geringere Lebensdauer. D\u00fcnne Elektroden und aggressive chemische Stoffe beschleunigen die Degradation. Das Gleichgewicht zwischen Energiedichte und Lebensdauer erfordert Kunst und Wissenschaft und wird oft auf die jeweilige Anwendung zugeschnitten.<\/p>

Wie w\u00e4hle ich die richtige Energiedichte f\u00fcr meine Batterieanwendung?<\/h2>

Wann sollten Sie der Energiedichte Vorrang vor anderen Spezifikationen einr\u00e4umen?<\/h3>

Wenn Gr\u00f6\u00dfe und Gewicht eine Rolle spielen - wie bei Drohnen, Elektrofahrzeugen oder tragbaren medizinischen Ger\u00e4ten - muss die Energiedichte Vorrang haben. Bei der station\u00e4ren Speicherung \u00fcberwiegen Sicherheit und Kosten die Dichte. Ich habe schon erlebt, dass Kunden sich auf die Energiedichte versteift haben, um sp\u00e4ter Probleme mit der Zuverl\u00e4ssigkeit zu bedauern.<\/p>

Wie lassen sich Energiedichte, Kosten, Sicherheit und Lebensdauer von Elektrofahrzeugen, tragbaren Ger\u00e4ten oder station\u00e4ren Speichern miteinander in Einklang bringen?<\/h3>

Betrachten Sie das gesamte \u00d6kosystem: Batteriemanagement, W\u00e4rmekontrolle, Garantie und Wartung. Zellen mit hoher Dichte ohne intelligentes Management versagen schnell; Akkus mit geringerer Dichte und guten Systemen halten l\u00e4nger. Mein Rat? Bewerten Sie ganzheitlich, anstatt einer einzelnen Spezifikation nachzujagen.<\/p>

Welche Schl\u00fcsselfragen sollten Sie sich stellen, wenn Sie Batterien anhand ihrer Energiedichte bewerten?<\/h3>
  • Stellen die Spezifikationen Daten auf Zell- oder auf Packungsebene dar?<\/li>\n\n
  • Welche Sicherheitsmerkmale weist die Batterie auf?<\/li>\n\n
  • Wie wirkt sich die Energiedichte auf die Lebensdauer und die Garantie aus?<\/li>\n\n
  • Welche realen Tests belegen die Behauptungen?<\/li><\/ul>

    H\u00e4ufige Missverst\u00e4ndnisse \u00fcber die Energiedichte<\/h2>

    Ist die Energiedichte der einzige wichtige Faktor f\u00fcr die Batterieleistung?<\/h3>

    Ganz und gar nicht. Zyklenlebensdauer, Sicherheit, Ladegeschwindigkeit und Kosten sind nach wie vor gleicherma\u00dfen entscheidend. Eine Batterie mit himmlisch hoher Energiedichte, aber schlechter Sicherheit oder kurzer Lebensdauer f\u00e4llt im Test durch.<\/p>

    Garantiert eine h\u00f6here Energiedichte eine bessere Batterielebensdauer oder Sicherheit?<\/h3>

    Nein. Viele tappen in diese Falle. Eine h\u00f6here Dichte bringt oft ein h\u00f6heres Risiko und einen schnelleren Abbau ohne sorgf\u00e4ltiges Management mit sich.<\/p>

    Welche versteckten Faktoren k\u00f6nnten K\u00e4ufer, die sich nur auf die Energiedichte konzentrieren, in die Irre f\u00fchren?<\/h3>

    Marketing-Glanz, das Ignorieren von Realit\u00e4ten auf Packungsebene, das \u00dcbersehen von BMS- und thermischen Auswirkungen und das Vernachl\u00e4ssigen von Umwelt- oder Nutzungsbedingungen verzerren die Wahrnehmung.<\/p>

    Schlussfolgerung<\/h2>

    Die Energiedichte ist die wichtigste Kennzahl in der Batterietechnologie, aber sie steht nie allein. Sie steht am Anfang eines komplexen<\/p>

    eine Geschichte \u00fcber Sicherheit, Langlebigkeit, Kosten und praktische Anwendbarkeit. Fr\u00fcher habe ich geglaubt, dass h\u00f6her immer besser ist. Jetzt rate ich zur Vorsicht: Verstehen Sie den gesamten Kontext, bevor Sie Ihr Ger\u00e4t, Fahrzeug oder Projekt ausschlie\u00dflich auf die Energiedichte setzen.<\/p>

    Letztendlich h\u00e4ngt Ihr Schicksal nicht nur von den reinen Zahlen ab, sondern von dem System, das die Energie Ihrer Batterie verwaltet und unterst\u00fctzt. W\u00e4hlen Sie weise. Die Zukunft der Batterietechnologie wird nicht nur dichter werden, sondern auch intelligenter, sicherer und nachhaltiger.<\/p>","protected":false},"excerpt":{"rendered":"

    Einleitung Warum ist die Energiedichte eine entscheidende Kennzahl in der Batterietechnologie? Auf Industriekonferenzen und bei Produkteinf\u00fchrungen wird die Energiedichte wie Konfetti umhergeworfen. Warum ist sie so wichtig? Im Grunde bestimmt die Energiedichte, wie viel Energie man in ein bestimmtes Gewicht oder Volumen einer Batterie packen kann. Offen gesagt verspricht sie mehr Energie, weniger Volumen,...<\/p>","protected":false},"author":1,"featured_media":2995,"comment_status":"closed","ping_status":"closed","sticky":false,"template":"","format":"standard","meta":{"rank_math_lock_modified_date":false,"_kad_post_transparent":"","_kad_post_title":"","_kad_post_layout":"","_kad_post_sidebar_id":"","_kad_post_content_style":"","_kad_post_vertical_padding":"","_kad_post_feature":"","_kad_post_feature_position":"","_kad_post_header":false,"_kad_post_footer":false,"footnotes":""},"categories":[19,26],"tags":[],"class_list":["post-4582","post","type-post","status-publish","format-standard","has-post-thumbnail","hentry","category-news_catalog","category-product-news"],"_links":{"self":[{"href":"https:\/\/www.kmdpower.com\/de\/wp-json\/wp\/v2\/posts\/4582","targetHints":{"allow":["GET"]}}],"collection":[{"href":"https:\/\/www.kmdpower.com\/de\/wp-json\/wp\/v2\/posts"}],"about":[{"href":"https:\/\/www.kmdpower.com\/de\/wp-json\/wp\/v2\/types\/post"}],"author":[{"embeddable":true,"href":"https:\/\/www.kmdpower.com\/de\/wp-json\/wp\/v2\/users\/1"}],"replies":[{"embeddable":true,"href":"https:\/\/www.kmdpower.com\/de\/wp-json\/wp\/v2\/comments?post=4582"}],"version-history":[{"count":1,"href":"https:\/\/www.kmdpower.com\/de\/wp-json\/wp\/v2\/posts\/4582\/revisions"}],"predecessor-version":[{"id":4583,"href":"https:\/\/www.kmdpower.com\/de\/wp-json\/wp\/v2\/posts\/4582\/revisions\/4583"}],"wp:featuredmedia":[{"embeddable":true,"href":"https:\/\/www.kmdpower.com\/de\/wp-json\/wp\/v2\/media\/2995"}],"wp:attachment":[{"href":"https:\/\/www.kmdpower.com\/de\/wp-json\/wp\/v2\/media?parent=4582"}],"wp:term":[{"taxonomy":"category","embeddable":true,"href":"https:\/\/www.kmdpower.com\/de\/wp-json\/wp\/v2\/categories?post=4582"},{"taxonomy":"post_tag","embeddable":true,"href":"https:\/\/www.kmdpower.com\/de\/wp-json\/wp\/v2\/tags?post=4582"}],"curies":[{"name":"wp","href":"https:\/\/api.w.org\/{rel}","templated":true}]}}