Forschende entwickeln Batterie, die Lithium-Ionen-Akkus ersetzen könnte

Forschende der University of Texas haben ein neues Batteriematerial auf Natriumbasis entwickelt. Mit dem "sehr stabilen" Material sollen sich Batterien genauso schnell wiederaufladen lassen wie herkömmliche Lithium-Ionen-Akkus, wie die Universität mitteilt.

Seit etwa einem Jahrzehnt arbeiten Wissenschaftler und Ingenieure an der Entwicklung von Natriumbatterien. Laut der University of Texas könnten diese sowohl Lithium als auch Kobalt, die in den derzeitigen Lithium-Ionen-Batterien verwendet werden, durch billigeres, umweltfreundlicheres Natrium ersetzen. Allerdings neigte in früheren Natriumbatterien eine Komponente, die Anode, dazu, nadelförmige Fäden, sogenannte Dendriten, zu bilden. Das kann zu einem elektrischen Kurzschluss in der Batterie und sogar zu einem Brand oder einer Explosion führen. In der nun von der University of Texas entwickelten Batterie, löse das neue Material das Dendritenproblem.

Zwei Probleme mit einer Batterie gelöst

Wie der Entwickler des neuen Materials, David Mitlin, erklärt, löst die neuartige Batterie zwei Probleme auf einmal: "Je schneller man Batterien auflädt, desto mehr Dendriten wachsen normalerweise. Wenn man also das Dendritenwachstum unterdrückt, kann man schneller laden und entladen, weil es auf einmal sicher ist."

Die neue Natriummetallanode (links) im Vergleich mit herkömmlichen Natriummetallanoden (rechts). (Source: Yixian Wang/University of Texas at Austin)

Das neue Anodenmaterial mit der Bezeichnung "Natrium-Antimon-Tellurid-Intermetall-Na-Metall-Verbundwerkstoff" (NST-Na) wird hergestellt, indem ein dünnes Natriummetallblech auf ein Antimon-Tellurid-Pulver gewalzt, auf sich selbst gefaltet und mehrmals wiederholt wird. Dieser Prozess führe zu einer sehr gleichmässigen Verteilung der Natriumatome, die die Bildung von Dendriten oder Oberflächenkorrosion weniger wahrscheinlich mache als bei bestehenden Natriummetallanoden. Das macht die Batterie laut der University of Texas stabiler und ermöglicht ein schnelleres Aufladen. Ausserdem hat sie eine höhere Energiekapazität als bestehende Natrium-Ionen-Batterien.

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