Bisher dominieren Lithium-Akkus den Markt für elektrische Energiespeicher. Allerdings sind die Kosten für Lithium hoch und die geopolitischen Risiken, die mit seiner Gewinnung verbunden sind, sind nicht zu unterschätzen. Natrium-Batterien werden als vielversprechende Alternative betrachtet, wobei Forscher signifikante Fortschritte verzeichnen. Dennoch gibt es auch Herausforderungen.
Der globale Bedarf an elektrischen Energiespeichern wächst, insbesondere durch die zunehmende Verbreitung von Elektrofahrzeugen. Auch für die Speicherung von Wind- und Solarenergie sind große Batterien erforderlich. Aktuell sind Lithium-Ionen-Akkus die bevorzugte Wahl. Allerdings ist Lithium ein kostspieliger Rohstoff, dessen Abbau auf bestimmte Regionen beschränkt ist und dessen Verarbeitung größtenteils in China stattfindet. Dies führt zu Abhängigkeiten, weshalb die Suche nach Alternativen zur Lithium-Batterie intensiv vorangetrieben wird. Die Natrium-Ionen-Batterie gilt dabei als besonders vielversprechend.
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. Zudem haben Natrium-Batterien mittlerweile die Forschungsphase hinter sich gelassen, und die industrielle Produktion hat bereits begonnen, wobei China derzeit führend ist.
Vorteile und Herausforderungen der Natrium-Batterien
Zu den weiteren Vorteilen der Natrium-Ionen-Batterie zählen ein potenziell niedrigerer Preis, ein geringeres Brandrisiko sowie eine bessere Leistung bei niedrigen Temperaturen im Vergleich zu Lithium-Akkus, die teilweise erst aufgeheizt werden müssen. Ein weiterer wichtiger Aspekt sind die Ladezyklen, also die Anzahl der Lade- und Entladevorgänge, die eine Batterie durchlaufen kann. In diesem Bereich erreichen einige Natrium-Batterien bereits das Niveau von Lithium-Modellen, während andere sogar darüber liegen.
Studie belegt Fortschritte
Dennoch weisen Natrium-Batterien auch Schwächen auf, wie eine Analyse des Büros für Technikfolgen-Abschätzung beim Deutschen Bundestag (TAB) zeigt. Die Energiedichte von Natrium-Ionen-Akkus ist 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 als bei Lithium-Batterien bekannt.
Die Lücke scheint jedoch kleiner zu werden, wie eine neue Studie zeigt. Forscher der RWTH Aachen haben Natrium-Batterien des chinesischen Herstellers Hina mit Lithium-Batterien von Tesla verglichen. Das Ergebnis zeigt, 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.
Potenzial für Europa
Experten sehen das Potenzial von Natrium-Akkus nicht primär im Massenmarkt für Elektroautos, da die Natrium-Batterie vergleichsweise groß ist und für lange Fahrstrecken nicht genügend Energie speichert. Vielmehr wird sie als ergänzende Lösung für große stationäre Stromspeicher in Windkraft- und Solaranlagen betrachtet. Im Bereich der Elektromobilität könnten Natrium-Batterien insbesondere für E-Bikes, Stadtbusse sowie kleinere Elektrofahrzeuge oder Stadt-Elektroautos geeignet sein.
Weltweit bringen Hersteller schrittweise Natrium-Ionen-Akkus auf den Markt. Neben Hina ist 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. Man habe die Herausforderungen der Massenproduktion von Natrium-Akkus überwunden und eine „neue Phase bei der Kommerzialisierung der Natrium-Ionen-Technologie“ sei eingeleitet worden.
Auch der chinesische E-Auto- und Batteriebauer BYD sowie das britisch-indische Unternehmen Faradion stehen kurz vor der industriellen Massenfertigung von Natrium-Batterien. Trotz der gegenwärtigen Dominanz Chinas sehen Experten für Europa die Möglichkeit, mit 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 der Natrium-Ionen-Batterien in Europa notwendig ist, um dieses Potenzial auszuschöpfen. Wie reagiert die EU auf die drohende Energiekrise? Tankrabatt und sprunghafte Spritpreise: Was erwartet Autofahrer an der Zapfsäule?
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Quellen: n-tv
