In einer Welt, die sich immer mehr auf erneuerbare Energien und die Elektromobilität zubewegt, stehen wir vor einer spannenden Herausforderung: Wie machen wir Batterien nicht nur leistungsfähiger, sondern auch umweltfreundlicher? Hier kommt ein neues Verbundprojekt ins Spiel, das sich genau dieser Frage widmet. Koordiniert von der Universität Würzburg und unterstützt durch eine Förderung des Bundesministeriums für Bildung und Forschung in Höhe von gut zwei Millionen Euro, zielt dieses Projekt darauf ab, Natrium-Ionen-Batterien auf die nächste Stufe zu heben.

Warum Natrium?

Natrium-Ionen-Batterien sind so etwas wie die kleinen Geschwister der Lithium-Ionen-Batterien, nur mit einem entscheidenden Unterschied: Statt des seltenen und teuren Lithiums setzen sie auf Natrium, ein Element, das auf der Erde praktisch unbegrenzt verfügbar ist. Ja, richtig gelesen – wir sprechen hier über das gleiche Natrium, das auch in unserem Kochsalz steckt. Diese Verfügbarkeit macht Natrium zu einem spannenden Kandidaten für die Batterietechnologie der Zukunft, insbesondere weil es uns ermöglicht, auf seltene Metalle wie Cobalt und Kupfer zu verzichten, die in Lithium-Ionen-Batterien unverzichtbar sind.

Die Herausforderungen

Aber natürlich gibt es keinen Fortschritt ohne Herausforderungen. Natrium-Ionen-Batterien haben derzeit noch eine geringere Energiedichte als ihre Lithium-Pendants, was bedeutet, dass sie größer und schwerer sein müssen, um die gleiche Menge an Energie zu speichern. Das ist besonders für Anwendungen, bei denen es auf Kompaktheit und Leichtigkeit ankommt, ein Nachteil. Doch das Projektteam ist optimistisch: Für stationäre Energiespeicher oder als Pufferspeicher, die Schwankungen im Stromnetz ausgleichen, sowie für kleinere Autos, die nur über kürzere Strecken gefahren werden, könnten Natrium-Ionen-Batterien schon bald eine praktikable Lösung sein.

Das Projekt NaKlaR

Unter der Leitung von Dr. Guinevere Giffin und Professor Maik Finze von der Universität Würzburg hat das Projekt NaKlaR das Ziel, die Leistungsfähigkeit und Nachhaltigkeit von Natrium-Batterien zu verbessern. Ein besonderer Fokus liegt dabei auf der Optimierung des Produktionsprozesses und der Recyclingfähigkeit der Batterien. Das Projekt bringt Experten vom Karlsruher Institut für Technologie, dem Helmholtz-Institut Ulm und dem Fraunhofer-Institut für Silicatforschung ISC Würzburg zusammen und wird von einem Industriebeirat unterstützt, der einen regelmäßigen Austausch zwischen Wissenschaft und Wirtschaft fördert.

Ein Blick in die Zukunft

Mit einer Laufzeit von drei Jahren hat das Projektteam ambitionierte Ziele: Die Entwicklung einer Natrium-Batterie, die nicht nur leistungsfähig und nachhaltig ist, sondern auch in puncto Recycling neue Maßstäbe setzt. Die Vision ist eine Batterie, die mit geschützten Kathodenmaterialien, einer wässrigen Herstellung der Elektroden und hydrolysebeständigen Elektrolyten arbeitet und dabei eine Leistung erbringt, die den heutigen Referenzzellen nahekommt.

Die Reise zu nachhaltigeren Batterien ist zweifellos mit Herausforderungen verbunden, aber Projekte wie NaKlaR zeigen, dass wir auf dem richtigen Weg sind. Mit Natrium-Ionen-Batterien könnten wir bald eine Technologie in Händen halten, die nicht nur umweltfreundlicher, sondern auch praktikabel für eine breite Palette von Anwendungen ist. Die Zukunft sieht grün aus – und ziemlich salzig!