Festkörperakkus mit Natrium würden viele Probleme lösen

In Lithium-Ionen-Akkus werden Graphit-Anoden mit zwei bis drei Prozent Silizium benutzt. Sie erreichen eine Ladungskapazität von etwa 430 mAh/g (Milliamperestunden pro Gramm). Aber diese Zahl kann mit steigendem Siliziumanteil noch deutlich höher werden.

Stellenmarkt
  1. Assistenz (m/w/d) für Standortleitung
    KWA Stift Rottal, Bad Griesbach
  2. Mitarbeiter/in für die Einführung eines E-Akte-Systems (w/m/d)
    Bundesinstitut für Risikobewertung, Berlin
Detailsuche

Kommerziell verfügbarer harter Kohlenstoff liefert nur etwa 280 mAh/g, weshalb kaum ein Hersteller auf Graphit verzichten will, obwohl damit nicht das kälteunempfindliche und weniger feuergefährliche Propylencarbonat als Elektrolyt benutzt werden kann.

Faradion hat einen speziell für Natrium angepassten Kohlenstoff entwickelt, der in relativ dünnen Schichten eine Energiedichte von rund 330 mAh/g erreicht und kurze Ladezeiten ermöglicht. Das Material ist aber nicht im Maßstab von rund 50 Tonnen pro Jahr verfügbar, wie er für die Herstellung in der Fabrik von AMTE benötigt wird, und erst recht nicht für den von 1.000 Tonnen pro Gigawattstunde in der Massenfertigung. Faradion will das durch eine Kooperation mit dem Ölkonzern Phillips 66 ändern, der Erfahrung mit der Erzeugung von synthetischem Kohlenstoff im industriellen Maßstab hat.

Durch Metallzusätze im Kohlenstoff und weitere Optimierung will Faradion die Kapazität der Anode noch auf 390 mAh/g steigern. Aber dieses Material hat die Entwicklung im Labor noch nicht verlassen.

Festkörperakkus böten große Vorteile für Natrium

Golem Akademie
  1. IT-Fachseminare der Golem Akademie
    Live-Workshops zu Schlüsselqualifikationen
  2. 1:1-Videocoaching mit Golem Shifoo
    Berufliche Herausforderungen meistern
  3. Online-Sprachkurse mit Golem & Gymglish
    Kurze Lektionen, die funktionieren
Weitere IT-Trainings

Die eleganteste Lösung der Probleme in der Anode und der Kathode wäre eine Anode aus einfachem Natriummetall, wie in Festkörperakkus. Dann würde die Anode mehr Natrium für den Akku liefern, statt Natrium zu verbrauchen. Statt einer dünnen, schwammartigen Plastikfolie müsste dafür ein Separator aus Keramik oder einem gehärtetem Polymer zum Einsatz kommen.

Beides wurde in der Forschung schon demonstriert, aber noch nicht in kommerziell nutzbarer Form. Dabei ist die Technologie mit Natrium sehr ähnlich der Technologie mit Lithium: Forscher und Ingenieure können auch hier sehr viel vom Umgang mit Lithium für Natrium-Ionen-Akkus lernen. Dennoch bedarf es eigener Entwicklungen im Detail und ausreichende Investitionen zur Lösung der damit verbundenen Probleme.

Elektromobilität: Theorie und Praxis zur Ladeinfrastruktur (de-Fachwissen)

Festkörperakkus würden für Natrium-Ionen-Akkus einen viel größeren Entwicklungssprung darstellen als bei Lithium-Ionen-Akkus. Wegen der niedrigen Speicherdichte der Kohlenstoffanoden wäre die Gewichtseinsparung durch Verzicht auf Kohlenstoff und Elektrolyt deutlich größer. Aber allein der Ausgleich des Natriumverlusts in der Anode und des Natriummangels in der Kathode würde die Energiedichte um 20 bis 30 Prozent steigen lassen, selbst wenn der Separator genauso schwer wie die Kohlenstoffanode sein sollte, die er ersetzen soll.

Mit Natrium wird auch der größte Nachteil von Lithium-Ionen-Feststoffakkus beseitigt. Die Keramikseparatoren und Anoden benötigen zusätzliches Lithium, je nach Bauweise 30 bis 50 Prozent mehr als herkömmliche Akkus mit der gleichen Kapazität. Mit dem billigen und leicht verfügbaren Natrium wäre höherer Natriumverbrauch dagegen aus Sicht der Kosten oder des Ressourcenverbrauchs überhaupt kein Problem. Außerdem ist Natrium weicher als Lithium, was die Konstruktion von Feststoffakkus vereinfacht.

Bitte aktivieren Sie Javascript.
Oder nutzen Sie das Golem-pur-Angebot
und lesen Golem.de
  • ohne Werbung
  • mit ausgeschaltetem Javascript
  • mit RSS-Volltext-Feed
 Man kann jedes Material schlecht aussehen lassenNatrium-Ionen-Akkus sind eine praxistaugliche Problemlösung 
  1.  
  2. 1
  3. 2
  4. 3
  5. 4
  6. 5
  7. 6
  8.  


Aktuell auf der Startseite von Golem.de
Victorian Big Battery
Tesla-Speicher brannte vier Tage lang

Viel Aufwand war nötig, um das brennende Akku-Modul zu löschen.

Victorian Big Battery: Tesla-Speicher brannte vier Tage lang
Artikel
  1. Smartphones: Xiaomi erobert Position 1 in Europa
    Smartphones
    Xiaomi erobert Position 1 in Europa

    Xiaomi kann Samsung vom Spitzenplatz bei den Smartphone-Verkäufen in Europa verdrängen. Realme zeigt nach dem Markteinstieg ein starkes Wachstum.

  2. Verbraucherschutz: Leeres Grundstück statt Feriendomizil
    Verbraucherschutz
    Leeres Grundstück statt Feriendomizil

    Die Verbraucherzentrale warnt vor gefälschten Anzeigen für Ferienwohnungen auf Airbnb und anderen Plattformen.

  3. Kryptowährungen: Lohnt sich der Einstieg in Chia?
    Kryptowährungen
    Lohnt sich der Einstieg in Chia?

    Wie andere Altcoins soll Chia eine verträglichere Version des Bitcoin sein. Farming punktet dabei gegenüber GPU-Mining, wirklich sauber ist es aber nicht.
    Von Dirk Koller

desaboya 26. Jun 2021 / Themenstart

Manchen Leuten ist die eigene Zeit nichts wert und realisieren nicht, wieviel sie davon...

derdiedas 25. Jun 2021 / Themenstart

Leseskill=Null Ein Defender = 4 Autos, da ist der Akku nur eine Teilmenge der CO2 Bilanz.

Bibi Blockwart 22. Jun 2021 / Themenstart

Da spielen mutmasslich auch Pfadabhängigkeiten eine Rolle, wobei sich dann nicht...

Copper 22. Jun 2021 / Themenstart

Sind sie heute im Prinzip schon. Denn Bleiakkus sind letztlich nur eins: vergleichsweise...

Emulex 22. Jun 2021 / Themenstart

Naja, wie wäre z.B. die Reaktion der Öffentlichkeit, wenn irgendwann rauskommt: Alle...

Kommentieren



  • Schnäppchen, Rabatte und Top-Angebote
    Die besten Deals des Tages
    Schnäppchen • Speicherwoche bei Saturn Samsung • C27RG54FQU, 27 Zoll, curved 203,55€ • Bosch Professional Werkzeuge und Messtechnik • Samsung Galaxy Vorbesteller-Aktion • Speicherwoche bei Media Markt • 15% auf Xiaomi-Technik • Hisense UHD-Fernseher • Saturn: 1 Produkt zahlen, 2 erhalten [Werbung]
    •  /