Natriumbatterien - Stromspeicher der Zukunft?

Ein neuer chinesischer Elektro-Kleinwagen namens Sehol E10X erregt Aufmerksamkeit, obwohl er äußerlich unspektakulär erscheint. Im Inneren verbirgt sich jedoch eine technische Innovation: Es handelt sich um das erste Fahrzeug, das mit einer Natriumbatterie ausgestattet ist.

Wissenschaftler und Unternehmen forschen seit langem an der Natrium-Ionen-Batterie, wobei China als Vorreiter gilt. Bisher galten diese Batterien jedoch als zu groß und schwer für Elektroautos. Sollte die Technologie nun auch im Automobilbereich erfolgreich sein, könnte sie den Markt stark verändern.

Ein großer Vorteil der Natriumbatterie gegenüber herkömmlichen Lithium-Ionen-Akkus besteht darin, dass sie keine kritischen oder seltenen Rohstoffe benötigt. Dadurch könnten sie in absehbarer Zeit deutlich günstiger sein als die kleinsten Verbrennerautos. Dies könnte auch die politische Debatte um den möglichen Einsatz synthetischer Kraftstoffe, sogenannter E-Fuels, im Automobilbereich beeinflussen. E-Fuels dürften auf absehbare Zeit knapp und teuer bleiben; extrem günstige Elektroautos würden ihren Einsatz noch unwahrscheinlicher machen.

Der E10X ist derzeit noch ein Prototyp, und es gibt einige offene Fragen bezüglich der Natriumzelle im Auto, sagt Maximilian Fichtner, Batterieforscher am Karlsruher Institut für Technologie und Direktor des Helmholtz Zentrums für Elektrochemische Energiespeicher. „Aber in den letzten zwei bis drei Jahren hat die Industrie enorme Fortschritte gemacht“, schätzt Fichtner.

Ein Hauptvorteil der Natriumbatterie ist das verwendete Material. Die Technologie benötigt kein Lithium, das derzeit in den meisten wiederaufladbaren Batterien verwendet wird. Natrium ist eines der häufigsten Elemente weltweit und überall kostengünstig erhältlich. Die Aufbereitung zu batterietauglichem Material ist zudem deutlich günstiger als bei Lithiumerz. Kritische und teure Metalle wie Kobalt und Nickel werden ebenfalls nicht benötigt: Der Pluspol besteht aus Preußisch Weiß oder Preußisch Blau, einem komplexen Metallsalz mit Eisen als Hauptbestandteil, das ebenfalls in großen Mengen günstig verfügbar ist.

Statt Grafit, das in heutigen Lithium-Ionen-Batterien als Anode verwendet wird, kommt Hartkohlenstoff zum Einsatz. Dieser lässt sich überall kostengünstig aus pflanzlichen Abfällen wie Apfel- oder Erdnussschalen gewinnen.

Ein weiterer Vorteil der Natriumbatterie ist das schnellere Laden. Chinesische Hersteller haben Ladezeiten von weniger als 15 Minuten von 0 auf 85 Prozent Batteriekapazität dokumentiert. Der Grund für das relativ schnelle Laden liegt in der Beschaffenheit der Natrium-Ionen, die weicher und flexibler sind als Lithium-Ionen.