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Lithiumfreie Akkus: Ist Kochsalz der Schlüssel zum Erfolg?

Kann Natrium die Grundlage für das Akku der Zukunft sein? Credit: Dnn87/CC-BY-SA 3.0Kann Natrium die Grundlage für das Akku der Zukunft sein? Credit: Dnn87/CC-BY-SA 3.0

Bislang sind Lithiumionen-Akkumulatoren de facto der Standard. Doch zunehmend knappe Rohstoffverfügbarkeit und hohe Kosten stehen der Mobilitätswende im Weg. Wie steht es um Natrium-Ionen als Ersatz?

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Im Mai dieses Jahres hat eine Forschergruppe aus Südkorea neue Fortschritte in der Forschung mit Natrium-Ionen-Akkumulatoren vorgelegt. Golem spricht von einem Durchbruch – was ist dran an der These?

Die Technik hinter den Natrium-Ionen-Akkus illustriert. Credit: Jang-Yeon Hwang, Seung-Taek Myung, Yang-Kook Sun/Wikimedia, CC-BY-SA 3.0
Die Technik hinter den Natrium-Ionen-Akkus illustriert. Credit: Jang-Yeon Hwang, Seung-Taek Myung, Yang-Kook Sun/CC-BY-SA 3.0

Die Technik dahinter

Im strukturellen Aufbau weisen Natrium-Ionen-Akkus ein paar Unterschiede zum klassischen Lithium-Ionen-Akku auf. Vor allem die verwendeten Rohstoffe weichen ab:

  • Die Kathode wird mit gewöhnlichen Speisesalz, also Natriumchlorid bestückt. Bei herkömmlichen Akkus sind hier teure Lithiumsalze vonnöten.
  • Auch der Aufbau der Anode weicht vom Lithium-Akku ab: Statt (Übergangs-)Metallen wir Cobalt können hier auch verschiedenste Träger von Biomasse zum Einsatz kommen, darunter beispielsweise Holz und Braunkohle.

Der Stand der Dinge

Schon seit Jahrzehnten forschen Wissenschaftler weltweit daran, die Effizient und Leistung der Natrium-Ionen-Akkus auf ein brauchbares Maß zu steigern. Vergangenen Monat erst ist es einer Forschergruppe aus Südkorea gelungen, einen weiten Fortschritt in der Beständigkeit zu präsentieren. So sank die Kapazität eines Testakkus erst nach 500 vollständigen Ladezyklen unter die 80-Prozent-Marke. Ein bedeutender Meilenstein, wie Golem die Entwicklung auslegt. Nach einer Schätzung der Kollegen habe man damit das Niveau der Lithium-Ionen-Akkus aus dem Jahr 2000 erreicht. Das ist zwar heute im direkten Vergleich noch kein wirklicher Fortschritt, aber ein Schritt in die richtige Richtung. Weitere Vorteile lägen in der einfachen Umrüstbarkeit von Produktionsstätten für Lithium-Ionen-Akkumulatoren .

Andererseits kommen Natrium-Ionen-Akkus heute noch immer mit einem relativ hohen Gewicht daher, das gerade beim Einsatz in E-Scootern und E-Bikes ein Problem werden kann. Denn gerade ihr hohes Maß an Flexibilität ist es, das sie so erfolgreich macht. Auch die Energiedichte ist in Anbetracht der von Lithium-Ionen noch schlicht zu gering für den Produktiveinsatz.

Fazit: Natrium-Ionen-Akkus sind eine Zukunftstechnologie, die viele Probleme der Mobilitätswende lösen könnte. Doch bis diese ausgereift genug für einen produktiven Einsatz sind, wird noch viel Zeit vergehen.

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