Princeton University stellt neue Natrium-basierte Batterie vor
Angesichts der wachsenden Nachfrage nach Energiespeichern und den knappen Lithium-Ressourcen könnte Natrium eine Alternative sein. Forschende der Princeton University haben eine Batterie entwickelt, die nicht nur leistungsfähiger, sondern auch nachhaltiger als herkömmliche Akkus ist.
Ein Forschungsteam der Princeton University hat eine neue Natrium-basierte Batterie entwickelt, die sowohl in der Energie- als auch in der Leistungsdichte kommerzielle Lithium-Ionen-Akkus übertrifft. Die Ergebnisse wurden in einer Studie im Journal of the American Chemical Society veröffentlicht.
Durchbruch durch ein neu entwickeltes Kathodenmaterial
Die neue Batterie nutzt ein neu entwickeltes Kathodenmaterial namens Bis-Tetraaminobenzochinon (TAQ). Das ist ein organischer, geschichteter Feststoff. TAQ zeichnet sich durch seine Stabilität gegenüber Luft und Feuchtigkeit, eine lange Lebensdauer sowie Umweltfreundlichkeit aus. Zudem ist es vollständig unlöslich und hochleitfähig, was für organische Kathodenmaterialien von Vorteil ist.
Quelle: Princeton University
Dieses Material ermöglicht es, eine Energie- und Leistungsdichte zu erreichen, die bisherige Natrium-Ionen-Batterien weit übertrifft. Die Elektroden der Batterie weisen eine Energiedichte von mehr als 600 Wattstunden pro Kilogramm (Wh/kg) auf, was sie zu einer vielversprechenden Alternative zu herkömmlichen Lithium-Ionen-Batterien macht.
Zur Lebensdauer gibt es keine konkreten Daten. Die Forschenden umschreiben diese mit der Aussage «exzellente Stabilität».
Hohe Verfügbarkeit von Natrium im Gegensatz zu Lithium
Ein weiterer Vorteil der Natrium-basierten Batterie ist die Verfügbarkeit und die geringen Kosten der verwendeten Materialien. Natrium ist im Vergleich zu Lithium in großen Mengen verfügbar und leicht zugänglich, was die Herstellungskosten erheblich senkt. Dies macht die neue Technologie nicht nur leistungsfähiger, sondern auch wirtschaftlich attraktiver und umweltfreundlicher.
Die Forschenden um Professor Mircea Dincă der Princeton University sehen großes Potenzial für den Einsatz dieser Batterie in verschiedenen Bereichen. Etwa in Elektrofahrzeugen, wo die hohe Ladefähigkeit und die schnelle Energieaufnahme besonders vorteilhaft sind. Die Batterie könnte auch in stationären Energiespeichersystemen wie Datenzentren und erneuerbaren Energiesystemen eingesetzt werden. Die Forschung wurde vom italienischen Automobilhersteller Lamborghini finanziert.
Quelle: Princeton University
Trotz der vielversprechenden Ergebnisse müssen noch Herausforderungen überwunden werden, bevor die Natrium-basierte Batterie kommerziell verfügbar wird. Dazu gehören die Anpassung der Produktionsprozesse und die Langzeitstabilität der Batterien unter realen Bedingungen.
Die Forschenden sind den eigenen Angaben zufolge jedoch zuversichtlich, dass sie diese Hürden nehmen und die neue Technologie bald eine wichtige Rolle in der Energiespeicherung spielen wird.
Titelbild: Juan Roballo / Shutterstock
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