Skalierung für die Industrie mit Natrium-Ionen-Batterien
Natrium-Ionen-Batterien gelten als vielversprechende Alternative zu Lithium-Batterien. Sie sind kostengünstig, sicher und basieren auf weltweit verfügbaren Rohstoffen. Dennoch bestehen technische Herausforderungen, insbesondere in Bezug auf Lebensdauer und industrielle Skalierung.
Die weltweite Nachfrage nach leistungsfähigen Batterien wächst stetig. Natrium-Ionen-Batterien bieten im Vergleich zu Lithium-Ionen-Technologien einige Vorteile. Sie sind günstiger, sicherer und basieren auf leichter zugänglichen Rohstoffen. Vor allem für stationäre Energiespeicher und kostensensitive Anwendungen könnte diese Technologie eine Schlüsselrolle spielen.
Allerdings gibt es noch Herausforderungen. Natrium ist chemisch anders als Lithium, was zu einer geringeren Energiedichte und Lebensdauer führt. Zudem müssen skalierbare Produktionsprozesse entwickelt werden, um die Batterie konkurrenzfähig zu machen.
Industrietransfer durch das Projekt SIB:DE FORSCHUNG
Um diese Hürden zu überwinden, wurde das Projekt SIB:DE FORSCHUNG (Sodium-Ion-Battery Deutschland-Forschung) ins Leben gerufen. Das Karlsruher Institut für Technologie arbeitet gemeinsam mit 20 Partnern aus Wissenschaft und Industrie an der Weiterentwicklung dieser Batterietechnologie mit dem Ziel, sie für die Massenproduktion tauglich zu machen.
Im Zentrum der Forschung stehen
- Optimierung der Aktivmaterialien für höhere Leistungsfähigkeit
- Entwicklung langlebiger Elektroden für eine stabile Batterieleistung
- Industrielle Skalierung der Produktion auf grössere Mengen
Material- und Elektrodenforschung am KIT
Ein zentrales Anliegen der Forschung ist die Herstellung von Aktivmaterialien in skalierbaren Mengen. Professor Helmut Ehrenberg vom Institut für Angewandte Materialien des KIT erklärt: «Am KIT arbeiten wir an Herstellungsprozessen für besonders leistungsfähige Aktivmaterialien und demonstrieren deren Produktion im Kilogramm-Massstab. Dies ist ein entscheidender Schritt für das industrielle Roll-out der Natrium-Ionen-Technologie.»
Zusätzlich entwickelt das Helmholtz-Institut Ulm Elektroden, die eine höhere Zyklenfestigkeit ermöglichen. Die Ergebnisse werden im BELLA-Forschungslabor, das gemeinsam von KIT und BASF betrieben wird, analysiert und validiert.
Auf dem Weg zur Massenproduktion
Das Projekt ist ein wichtiger Meilenstein, um Natrium-Ionen-Batterien industriell nutzbar zu machen. Die Kombination aus Materialforschung, Elektrodenentwicklung und Skalierungsstrategien soll es ermöglichen, die Technologie in den kommenden Jahren in die Produktion zu überführen.
Mit einem erfolgreichen Durchbruch könnten Natrium-Ionen-Batterien eine kosteneffiziente Alternative zu Lithium-Technologien werden, mit grossem Potenzial für die Energiespeicherung der Zukunft.