Billiger mit Preußisch Weiß statt Lithium

Auf der Hannover Messe wollen und Sebastian Büchele und Tom Böttcher die Kunden aus der Automobilindustrie überzeugen: dass ihr junges Unternehmen Litona, eine Ausgründung aus dem Karlsruher Institut für Technologie (KIT) Preußisch Weiß besser und günstiger produzieren kann, als andere. Denn „derzeit ist es selbst für Forschungseinrichtungen schwierig, sich Preußisch Weiß in ausreichenden Mengen zu beschaffen. Kaum ein Unternehmen in Europa stellt es her“, beschreibt Büchele die Marktlücke, in die er und der Chemiker Tom Böttcher stoßen wollen.

Der Hintergrund: Die derzeit meist in E-Autos verwendeten Lithium-Ionen-Batterien benötigen Lithium, Nickel, Kobalt und Grafit. Das verursacht hohe Kosten, teils ist der Abbau der Materialien für Umwelt und die beteiligten Menschen bedenklich, teils beherrscht China den Markt, etwa für das in den Batterien eingesetzte Lithiumhydroxid. Eine Alternative ist die Lithium-Eisenphosphat-Batterie, die auch schon häufig eingesetzt wird – aber eben noch Lithium benötigt. Zudem ist ihre Energiedichte geringer als bei Lithium-Ionen-Akkus. Nimmt man weitere Einschränkungen bei der Leistungsfähigkeit hin, lässt sich Lithiumhydroxid als Kathodenmaterial durch die Natrium-Verbindung Preußisch-Weiß ersetzen – und man ist die großen Rohstoffsorgen los. Preußisch Weiß besteht aus dem häufig vorkommenden Natrium, Eisen, Kohlenstoff und Stickstoff.

Die Vorteile der Natrium-Ionen-Akkus sieht auch die Industrie. Vor gut einem Jahr präsentierte der chinesische Batteriehersteller Hina Battery einen elektrischen Kleinwagen, der mit Natrium-Ionen-Akku umgerechnet weniger als 7000 Euro kosten soll. Stellantis hat in das französische Start-up Tiamat investiert, das Natrium-Ionen-Batterien entwickelt und schon auf dem Markt hat. Der schwedische Hersteller Northvolt stellte Ende 2023 eine Natrium-Ionen-Batterie vor, die auf Zellebene eine Energiedichte von 160 Wattstunden pro Kilogramm erreicht.

Northvolt sieht diese erste Natrium-Ionen-Akku-Generation vor allem in stationären Speicheranwendungen. Weiterentwicklungen mit höherer Energiedichte könnten als kostengünstige Speicher auch ihren Weg in die Elektromobilität finden. Allerdings erinnern Experten der Fraunhofer-Einrichtung Forschungsfertigung Batteriezelle (FFB) an die Schwäche der Natrium-Technik: „Mittelfristig betrachtet, werden die NIB nicht an die Leistungsmerkmale der LIB heranreichen.“ Sie sehen diese Technik eher in stationären Stromspeichern oder in batteriebetriebenen Werkzeugen.

Experten von Roland Berger und des Lehrstuhl Productions Engineering of E-Mobility Components (PEM) der RWTH Aachen prognostizieren in ihrer jüngsten Studie, dass 2030 knapp zehn Prozent der Gesamtnachfrage auf Natrium-Ionen-Akkus entfallen dürften, bei Batteriefahrzeugen sehen sie den Anteil deutlich niedriger.

Unternehmensgründer Sebastian Büchele ist optimistischer. „Solche Batterien sind günstig und alle enthaltenen Rohstoffe sind breit verfügbar. Ich bin davon überzeugt, dass wir sie bald massenhaft in Elektrofahrzeugen und Netzspeichern verwenden können“, betont er. Mitgründer Bötticher sagt: „Wir glauben an das Potenzial einer europäischen Batterieproduktion. Bei den Lithium-Ionen-Batterien hatte Asien in den vergangenen Jahren die Nase vorn. Die Natrium-Ionen-Technologie ist jetzt eine Riesenchance für einen Neuanfang in Europa.“

Aus dem Datencenter: Weltweite Projekte und Standorte mit Natrium-Ionen-Batterietechnik - 2023