Neue Alternative bei Energiespeichern Forschung an Natrium-Ionen-Batterien

Professor Stefano Passerini und seine Mitarbeiterin Hyein Moon setzen an einer Handschuhbox eine Natrium-Ionen-Batterie zusammen.
Professor Stefano Passerini und seine Mitarbeiterin Hyein Moon setzen an einer Handschuhbox eine Natrium-Ionen-Batterie zusammen.

Lithium-Ionen-Batterien finden ihren Einsatz in modernster Technik. Doch die Rohstoffe zur Herstellung sind kostbar und selten. Eine Alternative wird dringend gesucht.

Umweltfreundlich, kostengünstig und hochleistungsfähig sollen die Natrium-Ionen-Batterien der nächsten Generation sein – dann sind sie eine echte Alternative zu Lithium-Ionen-Batterien. Passende Aktivmaterialien und Elektrolyte entwickeln nun Forscherinnen und Forscher des vom Karlsruher Institut für Technologie (KIT) gegründeten Helmholtz-Instituts Ulm (HIU) gemeinsam mit dem Zentrum für Sonnenenergie- und Wasserstoff-Forschung Baden-Württemberg (ZSW) und der Friedrich-Schiller-Universität Jena (FSU) im Projekt »Transition«. Über drei Jahre wird das Projekt mit insgesamt 1,15 Mio. Euro vom Bundesministerium für Bildung und Forschung (BMBF) im Rahmen des Programms »Batterien 2020« gefördert.

Einsatz in Elektrofahrzeugen

Das Projekt soll einen Beitrag zu einer nachhaltigen Energiespeicherstrategie in Deutschland leisten. Gerade die Bereiche Elektromobilität und dezentrale Energiespeicherung werden in den nächsten Jahren stark anwachsen. Dazu braucht es die nötige Bereitstellung von genügend Speichern, also Batterien. Das Maß aller Dinge sind derzeit Lithium-Ionen-Batterien. Sie haben Einzug in der Automobiltechnik, in Consumer-Elektronik, aber auch in der Energieversorgung gehalten. Um den Bedarf decken zu können, müssen viele Rohstoffe importiert werden. Doch gerade das benötigte Kobalt ist knapp und teuer. Natrium-Ionen-Batterien sollen in Zukunft eine preisgünstige und umweltfreundliche Alternative darstellen.

Im Projekt Transition werden deshalb leistungsfähige, flüssige und polymere Natrium-Ionen-Batterien entwickelt. Auf der Kathodenseite werden dabei Übergangsmetallschichtoxide benutzt. Auf der Anodenseite wurden vom Forscherteam hingegen Hartkohlenstoffe aus Biomasse in Kombination mit wässrigen Bindemitteln und Aluminium verwendet. Innerhalb der nächsten drei Jahre sollen erste Prototypen der Natrium-Ionen-Batterien entwickelt und hergestellt werden.