Technologie

Ohne Lithium und Kobalt: Erforschung von Natrium-Ionen-Batterien nimmt Fahrt auf

Natrium-Ionen-Batterien sind noch weitgehend unerforscht. Diese neuartige Batterie-Technologie könnte Lithium und Kobalt überflüssig machen – ist aber eine ziemliche Wundertüte.
22.11.2020 09:58
Lesezeit: 1 min
Ohne Lithium und Kobalt: Erforschung von Natrium-Ionen-Batterien nimmt Fahrt auf
Unter der Salzkruste des bolivianischen Sees "Salar de Uyuni" lagern die größten Lithiumreserven der Welt. Wenn sich Natrium-Ionen-Batterien durchsetzen, müsste man in Zukunft gar nicht mehr mühsam nach dem Lithium graben, sondern könnte direkt das Salz verwenden. (Foto: dpa) Foto: Georg Ismar

Natrium-Ionen-Batterien könnten schon bald den herkömmlichen Lithium-Ionen-Batterien Konkurrenz machen. Letztere sind immer noch der Standard in zahlreichen Anwendungen wie Akkus für Smartphones und Laptops und Batterien für Elektroautos.

Wissenschaftler der chinesischen Akademie der Wissenschaften und der Technischen Universität Delft in den Niederlanden forschen aktuell an einer neuartigen Batterie-Technologie. Ihre ersten Ergebnisse wurden in der Fachzeitschrift „Science“ veröffentlicht.

Natrium-Ionen-Batterien sollen eine um 20 bis 30 Prozent geringere Energie-Dichte im Vergleich zur Lithium-Ionen-Technologie haben, wie das Portal „Mining.com“ zu berichten weiß. Dadurch würden technische Anwendungen vor demselben, sogar noch größeren Problem des großen Volumens und folglich auch hohen Gewichts stehen. Zu Beginn würden sich die Anwendungen also vermutlich auf größere Ziele wie Antriebe für Schiffe und Batteriespeicher von Solarenergie zum Einsatz kommen.

Dafür wäre aber kein Lithium notwendig. Das Metall wird teilweise unter problematischen Bedingungen abgebaut. Die vielversprechenden Feststoffbatterien und Lithium-Schwefel-Akkus basieren allesamt noch auf Lithium-Anoden. Der aus denselben Gründen umstrittene Batteriebestandteil Kobalt dürfte ebenfalls überflüssig werden.

Natrium findet sich dagegen auf der Erde in Hülle und Fülle, unter anderem als Molekül-Bestandteil von Speisesalz (Natriumchlorid). Perspektivisch sind Natrium-Batterien wohl um einiges billiger herzustellen.

In Natrium-Ionen-Batterien könnten außerdem ganz andere Rohstoffe als üblich in den Elektroden verbaut werden. Genau daran werkeln die Forscher im Moment intensiv. „Abhängig von der exakten Zusammensetzung der Elemente ergeben sich subtile Unterschiede in der atomaren Struktur der Kathode [Minuspol, welcher die positiv geladenen Natrium-Ionen anzieht; Anm. d. Red] und diese haben einen massiven Einfluss auf die Batterieleistung“, so einer der beteiligten Wissenschaftler.

-

Aufgrund der Vielzahl an Zusammensetzungs-Optionen der Materialien gebe es unzählige strukturelle Möglichkeiten. In dieser Hinsicht ist die Technologie also noch eine echte Wundertüte mit enormem Verbesserungspotential.

Die Forscher behelfen sich deshalb mit Schemata, die auf dem geologischen Konzept des „ionischen Potentials“ beruhen. Damit schätzen sie die Leistungsfähgikeit der unzähligen möglichen Material-Zusammensetzungen. Mit dieser Methode konnten sie zum Beispiel herausfinden, mit welchen Elementen man eine Batterie bauen müsste, so dass eine bestmögliche Energiedichte oder Auflade-Geschwindigkeit herauskommt.

Weiterlesen:

Forscher entwickeln Batterie mit unendlicher Lebensdauer

Mehr zum Thema
Bleiben Sie über das Thema dieses Artikels auf dem Laufenden Klicken Sie auf [+], um eine E-Mail zu erhalten, sobald wir einen neuen Artikel mit diesem Tag veröffentlichen
X

DWN-Wochenrückblick

Weniger E-Mails, mehr Substanz: Der DWN-Wochenrückblick liefert 1x/Woche die wichtigsten Themen kompakt als Podcast. Für alle, deren Postfach überläuft.

E-mail: *

Ich habe die Datenschutzerklärung sowie die AGB gelesen und erkläre mich einverstanden.

DWN
Technologie
Technologie Samsung-Streit: Stadt darf vorerst keine neuen iPads kaufen
04.09.2026

Viele Kommunen setzen bei der Digitalisierung ihrer Schulen auf Tablets von Apple. Doch ein Rechtsstreit mit Samsung zwingt die Stadt...

DWN
Unternehmen
Unternehmen Apple-Aktie: Die vier wichtigsten Herausforderungen für Apples neuen Chef John Ternus
04.09.2026

Und so beginnt es. John Ternus hat Tim Cook offiziell als Vorstandschef von Apple abgelöst. Und was für ein Imperium er erbt.

DWN
Unternehmensporträt
Unternehmensporträt Neura: Roboter-Attacke aus Schwaben
04.09.2026

Humanoide Roboter verlassen die Labore und sollen bald Fabriken, Krankenhäuser und Haushalte erobern – ein deutsches Unternehmen setzt...

DWN
Wirtschaft
Wirtschaft So geht China mit Photovoltaik gegen Kohle vor
04.09.2026

China baut die Solarenergie in einem Tempo aus, das den globalen Energiemarkt verändert. Die installierte Leistung der Solarkraftwerke...

DWN
Politik
Politik DWN-Podcast Folge 41: Die Woche im Rückblick – KW 36
04.09.2026

Unser neuer Podcast ist da: Die ganze Woche in wenigen Minuten. Der DWN-Wochenrückblick bringt die Themen, die zählen – eingeordnet,...

DWN
Wirtschaft
Wirtschaft Nvidia-Aktie: Milliardenübernahme von Hugging Face stärkt KI-Geschäft
04.09.2026

Die Nvidia-Aktie rückt nach der Übernahme von Hugging Face erneut in den Fokus. Der Chiphersteller kauft die führende...

DWN
Politik
Politik Thüringen: BSW-Fraktion zerfällt und stürzt Koalition in Krise
04.09.2026

Der Streit im BSW eskaliert: In Thüringen wollen weitere Abgeordnete die regierungstragende Fraktion und die Partei verlassen. Unter ihnen...

DWN
Technologie
Technologie Elektroschrott: Milliardenwerte bleiben in Europas Schubladen liegen
04.09.2026

In alten Smartphones, Haushaltsgeräten und Unterhaltungselektronik stecken Rohstoffe im Wert von mehr als 65 Milliarden Euro. Eine neue...