Natrium-Ionen-Technologie: Die Zukunft der Energiespeicherung

Die Natrium-Ionen-Technologie bietet eine vielversprechende, wettbewerbsfähige Alternative für verschiedene Anwendungen zur kommerziellen Lithium-Ionen-Batterie. Die Natrium-Ionen-Batterie bietet Vorteile bezüglich der Nachhaltigkeit sowie gut verfügbarer und umweltfreundlicher Rohstoffe. Sie punktet auch in Bezug auf Sicherheit und Temperaturresilienz.

Das Funktionsprinzip sowie die Herstellungs- und Prozessketten sind nahezu identisch zur bekannten Lithium-Ionen-Technologie. Aus diesem Grund wird die Natrium-Ionen-Batterie als sogenannte Drop-in-Technologie bezeichnet – ein demnach bereits hoher Einstiegs-Technologiereifegrad (TRL) ermöglicht schon zukünftig vielversprechende Anwendungsszenarien.

Die Fraunhofer-Institute bieten mit ihren Kernkompetenzen einen durchgängigen TRL für Natrium-Ionen-Entwicklungsprojekte und deren Projektpartner. Schwerpunkte liegen hierbei auf der Entwicklung von Aktivmaterialien, Prozesstechnologien und Komponentenfertigung bis hin zur Zellassemblierung. Zudem werden auch „Design for Recycling“-Konzepte und Nachhaltigkeitsaspekte über alle Ebenen hinweg berücksichtigt. Ein weiterer Fokus liegt auf der Drop-in Fähigkeit, der Adaption bestehender Prozesstechnologien im industriellen Maßstab und deren Marktpotential sowie darüber hinaus techno-ökonomische Bewertungen und europäische Technologieunabhängigkeit.

Innovationspartner: Fraunhofer-Allianz Batterien

Als Innovationspartner bietet die Allianz Batterien umfassende Beratungs- und Entwicklungsdienstleistungsangebote sowie die Möglichkeit, verschiedene Natrium-Ionen Zellkonzepte zu demonstrieren. Dazu gehören:

• Low Cost SIB (sodium ion battery) mit dem Schwerpunkt auf Materialauswahl und Prozessoptimierung hinsichtlich wettbewerbsfähiger Kosten.
• Sustainable SIB mit der Zielsetzung einer möglichst nachhaltigen Wertschöpfungskette inklusive darauf abgestimmter Prozessoptimierung wie beispielsweise wässrige oder lösemittelfreie trockene Verfahrensschritte.
• High Performance SIB, die auf den Elektromobilitätsmarkt mit dem Anspruch an möglichst hohe Energiedichte abzielt.
• Safe SIB fokussiert Sicherheitskonzepte und die experimentelle Validierung.

Projekt HyPerium: Entwicklung von Natrium-Festkörperbatterien mit polymer-keramischen Festelektrolyten für die stationäre Energiespeicherung

VORAN: Innovative Natrium-Ionen-Batteriespeicher für stationäre und mobile Anwendungen

SIMBA: Natrium-Ionen- und Natrium-Metall-Batterien für effiziente und nachhaltige Energiespeicher der nächsten Generation

Entwicklung von Natrium-Ionen-Batterien mittels Additive Manufacturing