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Große Lithium-Batterien gehören zu den teuersten Bauteilen von Elektroautos – und gelten oft genug auch als Engpass in der Zulieferkette. Forscher aus Dresden-Rossendorf haben nun gemeinsam mit russischen Kollegen und Supercomputer-Hilfe neue Akku-Konzepte entwickelt: Demnach könnten künftige Stromspeicher auch aus Natrium gebaut werden, wie es in gewöhnlichem Kochsalz vorkommt, statt aus dem selteneren Lithium. Das hat das Helmholtz-Zentrum Dresden-Rossendorf (HZDR) mitgeteilt.

Prototyp in der virtuellen Werkhalle konstruiert

Ihren Prototypen haben die Wissenschaftler um den HZDR-Physiker Dr. Arkady Krasheninnikov nicht im Labor, sondern in der virtuellen Welt gebaut. In ihren Computersimulationen konstruierten sie Akkus, die nicht mehr aus Graphit, also aus Kohlenstoff-Schichten wie in Bleistiften bestehen, sondern aus Graphen. Dabei handelt es sich um hauchdünne zweidimensionale Netze, die nur eine Lage aus Kohlenstoffatomen hoch sind. Zwischen zwei dieser Graphen-Netze konnten sie zahlreiche Natrium-Atome pressen – wie kleine Bälle zwischen zwei Papierblätter. „Stopft man immer mehr Bälle hinein, werden die Papierblätter auseinandergedrückt und lassen mehr Platz zwischen sich“, erläutert Krasheninnikov. Diese bisher nur simulierte Konstruktion könnte in Zukunft als Blaupause für Elektroden dienen, für die die deutsche Batterie- und Autoindustrie nicht mehr auf Lithium-Zulieferungen aus China, Australien oder Chile angewiesen wäre. Denn mit Graphen und Natrium lassen sich demnach leistungsstarke, aber preiswerte Akkus mit hoher Energiedichte bauen. Zwar haben sich bisher frühere Sorgen nicht bestätigt, Lithium-Lieferstopps könnten die deutsche Wirtschaft ausbremsen. Doch auf jeden Fall ist Natrium weltweit viel häufiger verfügbar als Lithium. Noch sei all dies Grundlagenforschung, betont Krasheninnikov. Aber vielleicht bringen unsere Resultate die Ingenieure ja auf neue, interessante Ideen. HZDR und Oiger.de