Batterieforschung: Natriumbatterien altern kaum und halten Jahrzehnte
Moritz Schütte(öffnet im neuen Fenster) vom Institut für Stromrichtertechnik und elektrische Antriebe (ISEA) an der RWTH Aachen hat in einem Interview mit der FAZ(öffnet im neuen Fenster) (Paywall) Einblick in aktuelle Forschungsergebnisse gegeben. Wichtigste Erkenntnis: Die technische Reife bei Natrium-Ionen-Batterien sei deutlich weiter als erwartet.
Das Forschungsteam analysiert und zerlegt die aus China importierten Zellen, um die Leistungsfähigkeit zu dokumentieren und wichtige Produktionsschritte nachzuvollziehen. Das sei nötig, weil so gut wie keine verifizierten Daten zu den Parametern der Zellen bekannt seien.
Dementsprechend müssen die Leistungsdaten nachträglich geprüft werden. Beim Zerlegen der Batterien lassen sich anschließend Herstellungsverfahren rekonstruieren. Der Elektrolyt hingegen kann nicht so einfach untersucht werden, weil Zusatzstoffe teils während der Herstellung zersetzt werden und später nicht mehr auffindbar sind.
Chinesischer Vorsprung schwer aufzuholen
Überraschend sei die Qualität der Batteriezellen auf Natriumbasis, sagte Schütte. Obwohl es sich um die erste Generation von im industriellen Maßstab hergestellten Akkus handele, seien sie nahezu homogen. Produktionsschwankungen könnten so gut wie gar nicht festgestellt werden, was für einen ausgereiften Prozess spreche.
Dabei spiele die umfangreiche Erfahrung bei der Herstellung von Lithium-Ionen-Batterien eine entscheidende Rolle, weil viele Techniken direkt auf Natriumbatterien übertragen werden könnten.
Vorteile des Na-Ion-Akkus im Dauereinsatz
Die Energiedichte bleibt der größte Nachteil bei Natrium, denn bei den untersuchten Akkus aus laufender Produktion wurden lediglich 110 Wattstunden je kg gemessen. Selbst die günstigsten Lithiumbatterien könnten pro kg 50 Prozent mehr speichern, hochwertige Akkus auf Lithiumbasis sogar das Dreifache.
Gleichzeitig zeigten Langzeittests mit den chinesischen Natriumzellen, dass die Haltbarkeit ein großer Pluspunkt der Technik ist. "Wir haben andere laufende Natrium-Zelltests mit bereits 10.000 Zyklen: Sie halten sich gut", beschrieb Schütte die Langlebigkeit der Batterien.
Zudem würden sie auch mit der Zeit kaum altern. Während Lithiumbatterien vollgeladen im Laufe der Zeit an Leistung verlören, sei dies bei den untersuchten Natriumzellen kaum der Fall. Dementsprechend wäre ein Dauereinsatz über 20 Jahre oder mehr mit solchen Zellen vorstellbar.
Keine dominante Technik zu erwarten
Für die Zukunft geht Schütte von einer parallelen Nutzung beider Batterietechnologien aus. Natrium habe deutliche Vorzüge im stationären Bereich, Lithium beim mobilen Einsatz vom Smartphone bis zum E-Auto.
Auch die Preise näherten sich immer mehr an. Je Kilowattstunde wären Natriumbatterien kaum noch teurer als Lithiumzellen. Die Produktion der Akkus werde aber zunächst in China stattfinden, da der technologische Vorsprung dort nur schwer aufzuholen sei. Deutschland könnte allenfalls bei Grundlagen in der Materialforschung mithalten.
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