An zukunftsweisenden Natrium-Ionen-Batterien wird seit einiger Zeit geforscht, um diese noch weiter zu verbessern und eine umweltschonendere Alternative zu Lithium-Ionen-Akkus zu schaffen. Was Ladezeit, Speicherkapazität und Leistung betrifft, waren die Natrium-Ionen-Akkus bisher gegenüber den gängigen Lithium-Ionen-Akkus im Nachteil. Südkoreanischen Forschern ist aber jetzt ein Durchbruch gelungen, sodass die Natrium-Ionen-Batterien diese Nachteile nicht mehr aufweisen.
Nur Vorteile gegenüber Lithium-Ionen-Akkus
In heutigen E-Autos kommen momentan fast ausschließlich Lithium-Ionen-Akkus zum Einsatz. Diese erfordern jedoch viele seltene Mineralien, die nur begrenzt zur Verfügung stehen und die Umwelt bei ihrer Produktion und Entsorgung stark belasten. Natrium-Ionen-Akkus könnten hier tatsächlich Abhilfe schaffen – Natrium ist dabei etwa 500-mal häufiger auf der Erde zu finden als Lithium. Zudem würden die E-Auto-Preise durch die neuen Akkus deutlich sinken.
Südkoreanische Forscher des Instituts KAIST haben einen Natrium-Ionen-Akku entwickelt, der die Nachteile gegenüber Lithium-Ionen-Akkus nicht mehr aufweist. Dazu haben die Forscher ein hybrides Design genutzt, das die Natrium-Batterie mit Materialien verbindet, die sonst für Superkondensatoren genutzt werden. Laut den Forschern konnte so eine hohe Speicherkapazität sowie eine rasche Ladung und Entladung ermöglicht werden.
Durch die Entwicklung von zwei metallorganischen Grundsystemen konnten die Forscher einige Probleme lösen, die Natrium-Ionen-Batterien in der Vergangenheit gebremst hatten. Etwa die langsame Ladegeschwindigkeit der Batterie-Anoden, sowie die recht geringe Speicherkapazität von Superkondensator-Kathoden.
Durchbruch für die Forscher
Die im Anschluss im Labor erschaffene Batteriezelle wies eine höhere Energiedichte als bisherige Lithium-Ionen-Akkus sowie die Leistungsdichte eines Superkondensators auf. Somit würde ein Akku für E-Autos mehr Reichweite als bisherige Lithium-Ionen-Akkus aufweisen und auch noch in Sekunden vollgeladen werden können. Aber auch die Entladegeschwindigkeit ist besser und so könnte bei Bedarf auch mehr Output-Leistung abgerufen werden, was sich auch für starke Elektromotoren eigenen würde.
So sprechen die Forscher nicht ohne Grund von einem Durchbruch. Und das nicht nur bei Natrium-Ionen-Akkus, sondern generell bei aktuell gebräuchlichen Stromspeichersystemen. Die Forscher sehen die Anwendung der neuen Technik bei allerlei elektronischen Geräten und Haushalten. Wann es ein solcher Akku zur Serienreife schafft und in Massenproduktion gehen kann, ist allerdings komplett offen. Die Forscher haben dazu bisher keine Angaben gemacht.
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