Die chemische Ähnlichkeit von Lithium und Natrium könnte zukünftig von großem Nutzen sein.
Die chemische Ähnlichkeit von Lithium und Natrium könnte zukünftig von großem Nutzen sein.
Foto: clud (iStock)

Natrium als Lithium-Alternative

Akkutechnologie für E-Autos könnte durch Natrium-Ionen-Akkus revolutioniert werden

Derzeit sind Lithium-Ionen-Akkus leistungsstarker Standard für den Antrieb von Elektroautos. Doch Lithium ist selten und nur in begrenzter Menge in der Natur verfügbar. Deshalb suchen Forscher weltweit nach gleichwertigen Alternativen. Ein Erfolg versprechendes Konzept scheinen Natrium-Ionen-Batterien zu sein. Sowohl koreanische als auch chinesisch-US-amerikanische Forschergruppen haben bereits funktionstüchtige Prototypen entwickelt, die nicht nur auf Lithium, sondern auch auf Kobalt und andere seltene Rohstoffe verzichten.

Möglich macht das die chemische Ähnlichkeit von Lithium und Natrium. Da sich mit Lithium deutlich leistungsfähigere Akkus produzieren lassen, wurde die Forschung an Alternativen, die Natrium einsetzen, lange Zeit kaum vorangetrieben. Testreihen mit derzeit in Entwicklung befindlichen Natrium-Ionen-Batterien ergaben inzwischen jedoch ein Leistungsniveau, das dem einer Lithium-Ionen-Batterie aus dem Jahr 2000 gleichkommt. Ein südkoreanischer Prototyp erreichte 500 Ladezyklen, bevor die Akkukapazität auf die als Grenzwert geltenden 80 % fiel.

Als vorteilhaft erweist sich auch die Herstellung von Natrium-Ionen-Batterien. Sie könnten ohne größere technische Veränderungen auf Anlagen für Lithium-Ionen-Batterien produziert werden. Zudem wären Akkus auf Natrium-Basis durch die hohe Verfügbarkeit von Natriumsalzen in der Natur deutlich kostengünstiger. Klar unterlegen sind Natrium-Ionen-Batterien allerdings in einem Punkt: Sie sind größer und schwerer als Lithium-Akkus und weisen daher eine geringere Energiedichte auf.

Die Forschungsaktivitäten zu Natrium-Ionen-Batterien geben Anlass zur Hoffnung, dass Rohstoffknappheit in Zukunft kein Hemmnis mehr für die Energiewende darstellen könnte. Allerdings besteht bislang noch keine Aussicht auf die Marktreife oder gar Serienproduktion von Natrium-Ionen-Batterien. Dafür sind voraussichtlich noch umfangreiche Testreihen und weitere intensive Forschung notwendig.

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