Dr. Tim-Patrick Fellinger forscht an der BAM

Dr. Tim-Patrick Fellinger forscht an der BAM zu innovativen und nachhaltigen Batteriematerialien. (Quelle: BAM)

An der Bundesanstalt für Materialforschung und -prüfung (BAM) startet ein Berliner Kooperationsprojekt, das sich der Suche nach einem geeigneten Anoden-Material widmet, um die Natrium-Ionen-Technologie voranzubringen. Angesiedelt ist es im kürzlich eröffneten Batterietestzentrum der BAM.

Bisher beruhen elektrische Batterien, die E-Autos antreiben oder als stationäre Stromspeicher dienen, fast ausschließlich auf Lithium-Ionen-Technologie; dieses Batteriematerial besitzt allerdings auch Nachteile. Natrium-Ionen-Batterien gelten als vielversprechende Alternative zu Lithium-Akkus. Sie lassen sich als Drop-in-Technologie auf die gängige Batterieproduktion übertragen und benötigen zudem weder Cobalt noch Nickel. Vor allem aber ist Natrium als natürlicher Bestandteil von Kochsalz leicht verfügbar. Allerdings ist das Material der Anode bislang eine Schwachstelle. Dieses Material ist der Tank einer elektrischen Batterie und soll im geladenen Zustand möglichst viele positive Natrium-Ionen speichern können, ist also entscheidend für die Effizienz des Akkus.

Statt Graphit wie bei den etwas kleineren Lithium-Ionen kommen dazu bei Natrium-Ionen bisher sogenannte Hard Carbons zum Einsatz. In den Poren und Gängen des ungeordneten Kohlenstoffs können sich jedoch nicht nur Natrium-Ionen einlagern, sondern es gelangt auch Elektrolyt hinein, was zu Verlusten der Speicherkapazität führt. Die BAM will deshalb dafür maßgeschneiderte Verbundwerkstoffe entwickeln, die möglichst vielen Natrium-Ionen Platz bieten, Elektrolyte aber fernhalten.

Beteiligt an dem Verbundprojekt sind das Helmholtz-Zentrum Berlin und die TU Berlin sowie mehrere Unternehmen, die sich auf Kohlenstoffmaterialien für Batterien spezialisiert haben. Das Bundesministerium für Bildung und Forschung fördert das Projekt im Rahmen der Förderung „Batterie 2020 Transfer“.

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