Natrium-Ionen-Batterien gelten als zukunftsweisend. Der Hauptgrund: die geringeren Kosten. Natrium ist 500-mal häufiger auf der Erde zu finden als Lithium.
Besonders für Elektroautos wird deshalb stark an Natrium-Batterien geforscht, da sie günstigere Pkw-Preise ermöglichen. Dem Gegenüber steht aber eine generell schlechtere Leistung als von Lithium-Ionen-Akkus. Das betrifft Speicherkapazität, Leistungsoutput und Ladezeit.
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Am südkoreanischen Forschungsinstitut KAIST wurde jetzt eine neue Natrium-Ionen-Batterie entwickelt, die diese Nachteile nicht mehr aufweist.
Mischung au Akku und Superkondensator
Dabei handelt es sich um ein hybrides Design. Es verbindet die Natrium-Batterie mit Materialien, die üblicherweise für Superkondensatoren eingesetzt werden. Diese Kombination würde laut den Forschenden hohe Speicherkapazitäten und eine schnelle Lade- und Entladung ermöglichen.
Um das zu ermöglichen, mussten 2 Probleme gelöst werden: Erstens, die langsame Ladegeschwindigkeit von Batterie-Anoden. Zweitens, die geringe Speicherkapazität von Superkondensator-Kathoden. Dazu wurden 2 metallorganische Grundsysteme entwickelt.
Das führte zu der Erschaffung einer Anode, die aktive Materialien in porösem Kohlenstoff enthält. Das Kathoden-Material mit hoher Kapazität wurde synthetisiert. Beides kombiniert ist die Basis für die neue Natrium-Ionen-Batterie.
Mehr Kapazität und mehr Leistung
Im Labor wurde eine Batteriezelle aus den Komponenten gebaut. Diese hatte mehr Energiedichte als herkömmliche Lithium-Ionen-Batterie und die Leistungsdichte eines Superkondensators.
Ein Akku für ein Elektroauto mit dieser Technologie hätte also mehr Reichweite und könnte innerhalb von Sekunden vollgeladen werden. Gleichzeitig ist der Output höher: Bei Bedarf kann also sehr schnell viel Leistung abgerufen werden, wodurch sich der Akku auch für starke Elektromotoren eignen würde.
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Forschende feiern Durchbruch bei Speichetechnologie
Das Forschungsteam beschreibt diese neue Entwicklung als einen Durchbruch. Nicht nur bei Natrium-Ionen-Batterien, sondern bei allen derzeit gebräuchlichen Stromspeichersystemen. Sie sehen Anwendungsmöglichkeiten bei vielen elektronischen Geräten, inklusive Elektroautos.
Wie immer sind solche "Wunderakkus" mit Vorsicht zu genießen. Nur, weil es im Labor funktioniert, heißt es nicht, dass diese Technologie für die Massenproduktion geeignet ist. Wann diese neue Art von Akku serienreif sein könnte, sagen die Forschenden nicht.