Kristalle aus Himalaya-Salz: macht Produktion billig (Foto: twinili, pixelio.de)

Stanford (pte002/11.10.2017/06:05) –

Wissenschaftler an der Stanford University http://stanford.edu haben eine Batterie entwickelt, die bei industrieller Herstellung 80
Prozent weniger kostet als ein Lithium-Ionen-Modell gleicher Kapazität.
Sie basiert auf Natrium, dem sechsthäufigsten Element in der Erdkruste.
Chemieingenieur Zhenan Bao und die beiden Materialwissenschaftler Yi Cui
und William Chueh nutzen Tafelsalz, auch als Natriumchlorid bekannt.

Kosten auf ein Prozent reduziert

"Nichts übertrifft die Leistung von Lithium", gibt Bao
zu. "Aber Lithium ist so selten und teuer, dass wir uns gezwungen sahen,
eine Hochleistungsbatterie zu niedrigen Kosten auf der Grundlage von
Elementen zu entwickeln, die reichlich vorhanden sind." Die
Materialkosten machen, so der Forscher, ein Drittel des Preises von
Batterien aus. Die Gewinnung von Lithium kostet 15.000 Dollar pro Tonne.
Natrium sei schon für ein Hundertstel dieser Kosten zu haben.

Die Kathode der Stanford-Batterie besteht aus einer
Verbindung von Natrium und Myo-Inositol. Das ist ein natürlich
vorkommender Stoff, der in der Nahrung und im Stoffwechsel vorkommt. Er
lässt sich kostengünstig herstellen. Die Anode ist eine
Phosphorverbindung. Beim Entladen der Batterie fließen Elektronen zur
Anode, wobei sie einen Umweg über einen Verbraucher machen, etwa eine
Glühlampe. Beim Laden nehmen sie den umgekehrten Weg. Die Güte einer
Batterie hängt davon ab, wie schnell dieser Austausch stattfindet.

Am Teilchenbeschleuniger optimiert

Nachdem die Forscher die Kathode optimiert haben – unter anderem durch Untersuchungen am SLAC National Accelerator Laboratory http://www.slac.stanford.edu in Stanford, das mehrere Teilchenbeschleuniger betreibt, gehen sie
jetzt daran, die Anode zu verbessern. "Wir haben schon eine gute
Batterie", sagt Cui. "Aber wir sind sicher, dass wir sie durch
Optimierung der Anode noch verbessern können."

Der Nachteil von Natrium-Ionen-Batterien: Sie sind
größer als Lithium-Ionen-Batterien mit gleicher Kapazität. Aus dem Grund
sind sie für mobile Anwendungen ungeeignet. Für stationäre Einsätze
sind sie dagegen ideal, weil sie Strom zu sehr geringen Kosten
speichern. Der Platzbedarf ist in diesem Fall zweitrangig. Die
Stanford-Forscher rechnen damit, dass in den nächsten Jahren gigantische
Batterieparks aufgebaut werden müssen, um Solar- und Windstrom über
dunkle beziehungsweise windstille Stunden hinwegzuretten.