Natrium-Akku lädt in Sekunden: Durchbruch für die Autoindustrie?

Eine Batterie, die in wenigen Sekunden vollständig geladen werden kann, würde das elektrische Fahren revolutionieren. Koreanische Forscher haben jetzt im Labormaßstab eine neuartige Hybrid-Batterie entwickelt, die genau dies leisten soll.

Entwickelt wurde die neue Zellchemie vom Korea Institute of Science and Technology (KAIST), einem der angesehensten Forschungseinrichtungen des High-Tech-Landes.

Den KAIST-Forscher gelang es nun nach eigenen Angaben, die wesentlichen Nachteile der Natrium-Ionen-Batterie zu eliminieren. Die Bandbreite der möglichen Anwendungen dafür sei enorm, erklärten die Forscher. "Es wird erwartet, dass es sich für Schnellladeanwendungen eignet, die von Elektrofahrzeugen über intelligente elektronische Geräte bis hin zu Luft- und Raumfahrttechnologien reichen."

Basis für die Batterie ist eine Natrium-Ionen-Zellchemie, wie sie schon bald von mehreren chinesischen Batterieherstellern gefertigt und von mehreren chinesischen Autobauern genutzt werden wird. Unter anderem hat BYD den Einsatz dieser kostengünstigen Batterie in Einstiegs-Elektroautos angekündigt. CATL hat eine Produktion solcher Zellen im Industriemaßstab angekündigt.

Zwar ist Natrium 500-mal häufiger vorhanden als Lithium und daher weit günstiger, eine darauf basierende Batterie allerdings hat bei gleicher Größe und gleichem Gewicht deutlich weniger Kapazität und erfordert deutlich längere Ladezeiten.

In einem wissenschaftlichen Aufsatz erklärten nun die Forscher am KAIST um den Materialwissenschaftler Jeung Ku Kang, eine Natrium-Batterie entwickelt zu haben, die innerhalb weniger Sekunden zu 100 Prozent geladen werden könne und zugleich auch ihre Energie sehr schnell abgeben könne.

Die wesentliche Innovation besteht dabei im Einsatz eines neuen Anodenmaterials, das ähnliche Eigenschaften besitzt wie große Kondensatoren, die seit langem auch als Super-Caps (super capacititors) bekannt sind. Bisher können solche Super-Caps allerdings nur sehr geringe Strommengen speichern.

Ob die koreanische Super-Batterie freilich jemals das Labor verlassen wird, ist fraglich. Denn sie krankt an einem sehr hohen Preis und noch ungeklärten Sicherheitsfragen.

Einer der führenden deutschen Batterie-Forscher, Maximilian Fichtner vom Helmholz Institute Ulm (HIU), zollt seinen Forscherkollegen in Korea aber Reskept für ihre Innovation: "Das ist ein schönes Forschungsergebnis, welches einen Erkenntnisgewinn bringt – aber es ist nicht für eine technische Umsetzung geeignet."

Fichtner hat sich die veröffentlichten Forschungsergebnisse des KAIST angeschaut und kommt zu dem Schluss:  "Die Materialien dürften mehrere 100 Euro pro Gramm kosten und der verwendete Elektrolyt auf Perchloratbasis schließt eine technische Anwendung aus, da er Sicherheitsprobleme verursachen kann."

Sein Fazit ist daher eher ernüchternd für die Autobauer: "Für eine Laborstudie kann man das natürlich machen. Wenn man aber im Kilogramm- bis Tonnenmaßstab hantieren muss, ist das Risiko zu groß."