Natrium-Zellen wirklich so umweltfreundlich? - Dr. Manuel Baumann

Podcast über die nachhaltigsten Natrium-Batterien

Auf Natrium-Ionen-Batterien lasten derzeit viele Hoffnungen. Sie gelten schon jetzt, kurz vor ihrer Markteinführung, als besonders preiswert, sicher und umweltfreundlich. Doch wie nachhaltig die vielen verschiedenen Versionen der Natrium-Zellen tatsächlich sind, das wusste bis vor kurzem keiner so genau.

Die Forschungsgruppe rund um unseren Podcastgast Dr. Manuel Baumann (KIT, ITAS, HIU) hat diese "Nachhaltigkeitsaspekte" nun exakt beziffert. Und siehe da: Die Resultate sind genauso vielfältig, wie die Batterieklasse selbst. Die Materialien, die zur Herstellung der Zellkomponenten benötigt werden, sind nämlich genauso abwechslungsreich wie bei den Lithium-Zellen: Manche Zellen benötigen Kobalt, Nickel, Vanadium, Mangan, ungeordnete Kohlenstoffe, Graphit, Eisen, Aluminium, etc.

Die Forschungsgruppe hat ein System entwickelt, um die unterschiedlichsten Natrium-Zellen auf ihre Nachhaltigkeit hin zu überprüfen. Dabei konzentrierten sich die Forschenden speziell auf die Kathode: 42 verschiedene Kathodenarten wurden einem "Screening" unterzogen und mit acht Lithium-Kathoden verglichen. Folgende Nachhaltigkeitskategorien wurden dabei aufgestellt: (1) Kosten, (2) Materialkritikalität und (3) CO2-Fußabdruck der Zelle.

Die Ergebnisse zeigen, dass die Energiedichte in allen drei Kategorien ein wichtiger Faktor darstellt. Er bestimmt maßgeblich den Materialbedarf. Die meisten Natrium-Kathoden erzielen eine bessere Ergebnisse als das Lithium-Pendant. Insbesondere die "Preussisch-Blau-Elektroden" und die manganbasierten Schichtoxide scheinen besonders nachhaltig zu sein.

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Link zur Studie: https://onlinelibrary.wiley.com/doi/full/10.1002/aenm.202202636