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  • Barbora, Team SALZSTROM

“Salzige Revolution”: Wie Natrium-Ionen-Akkus die Batteriewelt umkrempeln

Aktualisiert: 6. Mai





Haben Sie schon einmal bewusst darüber nachgedacht, mit welcher Technologie der Akku Ihrer Photovoltaikanlage ausgerüstet ist? 


Wenn die Antwort ein Blei- oder Lithium-Ionen-Speicher ist, können Sie zumindest in einer Hinsicht beruhigt sein: Sie stehen damit nicht alleine da. Denn Lithium-Ionen- und Blei-basierte Akkus - einst die Pioniere der mobilen und erneuerbaren Energie - sind immer noch die weit verbreitetsten Speichersysteme in diesem Markt.


Doch in einer Gesellschaft, die sich zunehmend auf nachhaltige und effiziente Energielösungen konzentriert, diese forciert, fördert und in vielen Teilen auch einfordert, stoßen die traditionellen Batterietechnologien nicht nur auf einen moralischen Widerspruch, sondern auch - vor allem in Bezug auf ihre Nachhaltigkeit - ganz klar an ihre Grenzen. 


Das aus Nutzersicht am häufigsten wahrgenommene Manko ist dabei klar das Thema Sicherheit - eine ständige Sorge für jeden, der sich an die Schlagzeilen von brennenden Gadgets oder Explosionen in Kellerräumen erinnert. Denn vor allem Lithium-Ionen-Akkus sind bekannt für ihr Risiko des sogenannten thermischen Durchgehens, was zu unkontrollierten Überhitzungen und infolgedessen schnell zu starken Bränden und auch Explosionen in Ihren Kellerräumen führen kann. Bei der Vielzahl an Zellen, die in den einzelnen Batteriemodulen verbaut sind, kann sich hier ein echtes Inferno entwickeln.


Blei-Akkus sind hier zwar weniger anfällig, können jedoch bei unsachgemäßer Handhabung oder Überladung gefährliche Gase freisetzen. Für beide Akkutypen sind also strenge Sicherheitsmaßnahmen, sowohl bei der Installation als auch der Wartung erforderlich, um das Schadensrisiko für Haus, Hof, Gesundheit und die Umwelt zu minimieren.  


Dazu kommen in immer stärkerem Maße Umweltbedenken, die das Bedürfnis nach Alternativen hierbei verstärken: Denn der Abbau von Lithium und die Herstellung der Akkus daraus sorgen nicht nur für geopolitische Spannungen, sondern sind vor allem mit erheblichen ökologischen Fußabdrücken verbunden. Die Verwendung von Blei ist dabei ja schon aus offensichtlichen Gründen problematisch. 


Und mit Blick in die (nahe) Zukunft wird auch klar: Die fortschreitende Elektrifizierung aller Lebensbereiche sorgt dafür, dass der globale Bedarf an Batteriespeichern in den kommenden Jahren weiter dramatisch ansteigen wird. Allein mit dem zunehmenden Ausbau von erneuerbaren Energien, der Verbreitung von Elektrofahrzeugen oder der Elektrifizierung von Industrien, die bisher auf fossile Brennstoffe angewiesen waren, steigt die Nachfrage nach leistungsfähigen und effizienten Energiespeichern. 




Warum also nicht eine Ressource nutzen, die nahezu auf der ganzen Welt in ausreichender Menge vorhanden ist? Eine Ressource, die sich leicht und klimafreundlich gewinnen lässt und in die richtige Technologie gebracht viele der Probleme löst, die bei den herkömmlichen Akku-Lösungen immer weiter am wachsen sind?


Natrium-Ionen-Batterien mit organischen Elektrolyten


Bei SALZSTROM sind wir fest davon überzeugt: Jeder Mensch verdient Zugang zu sauberer und erschwinglicher Energie. Dieses Ziel ist jedoch nur erreichbar, wenn wir Produkte und Geschäftsstrategien entwickeln, die harmonisch mit der Natur und ihren Ressourcen zusammenarbeiten. Und hierbei spielt die Natrium-Ionen-Technologie eine entscheidende Rolle.


Ähnlich wie Lithium-Ionen-Batterien funktionieren unsere Akkus durch die Bewegung von Natriumionen zwischen einer Kathode und einer Anode während des Lade- und Entladezyklus. Natrium ist jedoch reichlicher vorhanden, kostengünstiger und umweltfreundlicher als Lithium.


Doch auch darüber hinaus bieten Natrium-Ionen Akkus eine Fülle von Vorteilen gegenüber den herkömmlichen Lösungen aus Lithium oder Blei. Da Natrium-Ionen-Akkus über eine sehr robuste Zellchemie verfügen,  werden hier die Risiken, die mit Überhitzung und daraus resultierenden unkontrollierbaren chemischen Reaktionen verbunden sind, stark reduziert. 

Auch bei externen Kurzschlüssen und Überladungen ist das Sicherheitsrisiko der Zelle sehr gering. Allein der Sicherheitsaspekt macht Natrium-Ionen-Akkus also zu einer attraktiven Option für Hausbesitzer und Unternehmen gleichermaßen, wenn es darum geht, eine Alternative zu den herkömmlichen Energiespeicherlösungen zu finden. 


Ebenso attraktiv erscheint hier die Fähigkeit der Akkus, auch bei extremen Temperaturen zu funktionieren - beim Laden in Bereichen von -20°C bis +65°C und beim Entladen von -40°C bis +65°C.


Doch was diese Technologie wirklich so besonders macht, ist ihr Potenzial für Nachhaltigkeit. Das Hauptelement Natrium ist eines der am häufigsten vorkommenden Elemente auf der Erde, was unsere Natrium-Ionen-Speichersysteme zu einer viel umweltfreundlicheren Lösung macht und - nach entsprechender Skalierung - auch kostengünstiger werden kann als die herkömmlichen Methoden.


Vor- und Nachteile von Natrium-Ionen Akkus


Die Vorteile liegen klar auf der Hand: Neben der Verwendung von Natrium, einem reichlich vorhandenen und leicht zugänglichen Material, zeichnen sich diese Akkus durch ihre robuste Zellchemie aus. Sie können überladen werden (über 4V) ohne Brandschäden zu riskieren. Bei einer Tiefentladung bis 0V wird die Zelle nicht zerstört. Zudem erlaubt die Natrium-Ionen-Zellchemie den Einsatz nicht brennbarer Elektrolyte, sodass bei einem internen Kurzschluss keine Brandgefahr ausgeht.


Darüber hinaus ermöglichen Natrium-Ionen-Akkus aufgrund ihres hohen Temperaturbereichs einen zuverlässigen Betrieb unter extremen Bedingungen. Die Akkus bieten eine hohe Lade- und Entladeleistung von konstant 2C, was doppelt so hoch ist wie bei Lithium-Eisenphosphat-Akkus (LFP) mit nur 1C. So ist nicht nur schnelleres Laden und Entladen möglich - die Technologie erlaubt auch kurzfristig deutlich höhere Spitzenströme von 5C bis 10C. Dadurch werden auch Anwendungen denkbar, die höhere Leistungen benötigen und mit Lithium-basierten Lösungen nicht effizient abgedeckt werden können.


Als nachteilig kann eigentlich nur aufgeführt werden, dass Natrium-Ionen-Akkus  eine geringere Energiedichte als ihre Lithium-Ionen-Pendants aufweisen, was einen Einfluss auf die Speichergröße hat. Hier schreitet die Entwicklung allerdings rasch voran, so dass auch hier bald mit ähnlichen Energiedichten wie bei LFP zu rechnen ist. 


Theoretisch und auch praktisch können Natrium-Ionen-Batterien in so ziemlich allen Anwendungen eingesetzt werden, in denen bisher noch mit herkömmlichen Lösungen gearbeitet wird - von mobilen Geräten und Elektrofahrzeugen bis hin zu stationären Energiespeichersystemen für erneuerbare Energien. Ihre Sicherheit, Umweltverträglichkeit und Leistungsfähigkeit machen sie zu einer vielversprechenden Option für alle, die bei der Energiespeicherung auch an die Zukunft denken wollen.


So stehen wir aktuell an einem Wendepunkt, an dem die Notwendigkeit, über traditionelle Lithium-Ionen- und Blei-basierte Energiespeicher hinauszugehen, immer dringlicher wird. 


Mit den Herausforderungen wie erhöhten Sicherheitsrisiken, umweltschädlichen Abbauprozessen und dem im Zuge der fortschreitenden Elektrifizierung auch immer knapper werden der benötigten Rohstoffe dieser altgedienten Technologien, rücken Natrium-Ionen-Batterien mit organischen Elektrolyten als eine leistungsfähige, sicherere und umweltfreundlichere Alternative in den Fokus. 


Fazit


Die Vorteile, insbesondere ihre reichliche Verfügbarkeit, Kosteneffizienz und die hervorragende Leistung auch unter extremen Bedingungen, positionieren die Natrium-Ionen-Technologie als Schlüsseltechnologie für die Zukunft der Energie. 


Eine Technologie, die das Potenzial hat, die Art und Weise, wie wir Energie speichern und nutzen, grundlegend zu verändern und einen nachhaltigen Weg in eine energieeffiziente Zukunft zu ebnen. Wir bei SALZSTROM sind dazu bereit.


Wir bei Salzstrom sind dazu bereit und auf einem guten Weg. Wenn Sie möchten, begleiten Sie uns doch dabei. Denn am Ende geht es ja auch um Ihre Zukunft, oder? 


Sie möchten mehr über unsere SALZSTROM Natrium-Ionen-Akkus wissen? Dann schauen Sie sich hier unsere Lösungen für sichere Stromspeicher aus Salz ganz im Detail an. 


Mit Ihrem Eintrag in die Warteliste gehören Sie dann möglicherweise zu den Ersten, die die Vorteile unserer Natrium-Ionen-Zellen in ihrem Zuhause testen können. Denn die “salzige Revolution” beginnt genau jetzt - und es wird höchste Zeit dafür.


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