Forscher des Max-Planck-Instituts und des britisch-australischen Batterieherstellers Gelion haben eine Natrium-Schwefel-Batterie entwickelt, die eine deutlich höhere Lebensdauer und Energiedichte als bisherige Akkus haben soll.
Das Max-Planck-Institut für Kolloid- und Grenzflächenforschung arbeitet gemeinsam mit dem Batteriehersteller Gelion an einer neuen Generation der Natrium-Schwefel-Batterie. Die Technologie gilt als vielversprechende Lösung für die stationäre Speicherung erneuerbarer Energien, etwa bei Solar- oder Windkraftanlagen. Der große Vorteil liegt in der Materialwahl.
Denn Natrium, gewonnen aus Kochsalz und Schwefel, ein Nebenprodukt der Erdöl- und Gasindustrie, ist relativ kostengünstig, breit verfügbar und umweltverträglicher als Lithium oder Kobalt. Ein bisher limitierender Faktor der Natrium-Schwefel-Batterie war das sogenannte Polysulfid-Shuttling. Bei diesem Effekt pendeln lösliche Schwefelverbindungen zwischen den Elektroden und beeinträchtigen so die Leistung und Lebensdauer.
Natrium-Schwefel-Batterie: Von der Forschung zur industriellen Skalierung
Das Forscherteam um Markus Antonietti entwickelte nun spezielle Schwefel-Kohlenstoff-Nanomaterialien, die diese Polysulfide in feinporigen Strukturen einschließen. In Tests blieb die Speicherkapazität der Batterie auch nach 1.500 Ladezyklen zu 80 Prozent erhalten. Das entspricht einem vielversprechenden Wert für den stationären Einsatzbereich.
Die Kooperation mit Gelion zielt darauf ab, die Natrium-Schwefel-Batterie aus dem Labor auf den Markt zu bringen. Das australisch-britische Batterieunternehmen investiert rund 600.000 Euro in die Weiterentwicklung der Technologie und erhält dafür exklusive Lizenzen an den innovativen Materialien. Aktuell arbeitet Gelion daran, die bislang münzgroßen Laborprototypen auf ein 100-faches Format zu skalieren.
Lösungen für die Energiewende dringend nötigt
Ziel ist eine leistungsfähige, sichere und wirtschaftlich tragfähige Batterie für die stationäre Energiespeicherung. Denn solche Technologien werden in Zeiten der Energiewende für Stromnetze, Pufferspeicher und dezentrale Energieversorgung benötigt.
Die neue Zellchemie erlaubt laut Gelion eine fast vollständige Nutzung des Schwefels und ist zudem nicht brennbar, was einen Einsatz in sensiblen Bereichen erleichtere. Mit ihrer Kombination aus Rohstoffverfügbarkeit, Sicherheitsvorteilen und Kosteneffizienz könnte die Natrium-Schwefel-Technologie langfristig eine Ergänzung zu bestehenden Batteriesystemen darstellen.
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