Der weltweite Bedarf an elektrischen Energiespeichern wächst, insbesondere durch die zunehmende Verbreitung von Elektrofahrzeugen. Auch für die Nutzung von Wind- und Sonnenenergie sind große Batterien erforderlich. Bisher dominieren Lithium-Ionen-Akkus den Markt, doch die hohen Kosten und geopolitischen Risiken, die mit Lithium verbunden sind, führen zu einer intensiven Suche nach Alternativen. Eine vielversprechende Option sind Natrium-Ionen-Batterien.
Natrium-Ionen-Batterien bieten den Vorteil, dass sie nicht auf das kostbare Lithium angewiesen sind. Natriumverbindungen, wie beispielsweise Kochsalz, sind weltweit in großen Mengen verfügbar. Die industrielle Produktion von Natrium-Batterien hat bereits begonnen, wobei China derzeit führend in dieser Technologie ist.
Die Vorteile der Natrium-Ionen-Batterien umfassen potenziell niedrigere Kosten, ein geringeres Brandrisiko und eine bessere Leistung bei niedrigen Temperaturen im Vergleich zu Lithium-Akkus, die teilweise erst aufgewärmt werden müssen. Ein weiterer wichtiger Aspekt sind die Ladezyklen, die bei einigen Natrium-Batterien bereits mit denen von Lithium-Modellen vergleichbar sind oder diese sogar übertreffen.
Fortschritte in der Forschung
Dennoch weisen Natrium-Batterien auch einige Schwächen auf. Laut einer Analyse des Büros für Technikfolgen-Abschätzung beim Deutschen Bundestag (TAB) ist die Energiedichte von Natrium-Ionen-Akkus geringer als die von Lithium-Batterien, was bedeutet, dass für vergleichbare Speicherkapazitäten größere und schwerere Batterien erforderlich sind. Auch die Leistungsdichte, also die Menge an Strom, die sie auf einmal abgeben können, war bislang als niedriger eingestuft.
Eine neue Studie der RWTH Aachen zeigt jedoch, dass der Abstand zwischen Natrium- und Lithium-Batterien kleiner wird. In einem Vergleich zwischen Natrium-Batterien des chinesischen Herstellers Hina und Lithium-Batterien von Tesla wurde festgestellt, dass die Natrium-Akkus in Bezug auf Leistung und Fertigungsqualität bereits mit den Lithium-Ionen-Akkus von Tesla konkurrieren können. „Die Hochleistungsfähigkeit war besser, als man es von einem frühen kommerziellen Natrium-Ionen-Produkt erwarten würde“, erklärte Co-Autor Moritz Schütte.
Marktchancen für Europa
Experten sehen das Potenzial von Natrium-Akkus nicht primär im Massenmarkt für Elektroautos, da diese Batterien vergleichsweise groß sind und für lange Fahrstrecken nicht genügend Energie speichern. Stattdessen wird ihr Einsatz als ergänzende Lösung für große stationäre Stromspeicher in Windkraft- und Solaranlagen favorisiert. Im Bereich der Elektromobilität könnten Natrium-Batterien besonders gut für E-Bikes, Stadtbusse und kleinere Elektrofahrzeuge geeignet sein.
Weltweit bringen Unternehmen nach und nach Natrium-Ionen-Akkus auf den Markt. Neben Hina ist auch der chinesische Hersteller CATL an vorderster Front. Ende April gab das Unternehmen bekannt, einen Großauftrag über 60 Gigawattstunden Batteriekapazität für stationäre Speicher erhalten zu haben. CATL erklärte, dass es die Herausforderungen der Massenproduktion von Natrium-Akkus überwunden habe und eine „neue Phase bei der Kommerzialisierung der Natrium-Ionen-Technologie“ begonnen habe.
Zusätzlich stehen auch der chinesische E-Auto- und Batteriebauer BYD sowie das britisch-indische Unternehmen Faradion kurz vor der industriellen Massenfertigung von Natrium-Batterien. Trotz der gegenwärtigen Dominanz Chinas sehen Experten für Europa die Möglichkeit, durch Natrium-Batterien mehr Unabhängigkeit von globalen Lieferketten zu erlangen. Eine Studie des Fraunhofer-Instituts aus dem vergangenen Jahr kommt zu dem Schluss, dass eine gezielte Förderung von Forschung und Entwicklung im Bereich Natrium-Ionen-Batterien in Europa notwendig ist, um dieses Potenzial zu nutzen.
Quellen: n-tv
