Sicher, günstig, schnell geladen: Na-S-Feststoffbatterie wird greifbar

Batterien mit Natrium und Schwefel versprechen eine kostengünstigere Herstellung, weil beide Elemente gut verfügbar sein. Außerdem besitzt Natrium eine hohe Leitfähigkeit, was die Leistung der Batterie weiter steigert.

Feststoffbatterien wiederum gelten als besonders sicher und können vor allem wesentlich schneller geladen werden als beispielsweise Lithium-Ionen-Akkus. Es soll ungefähr doppelt so schnell gelingen, die gleiche Energiemenge in eine Feststoffbatterie zu laden.

Nur leider ist die Herstellung und anschließende praxistaugliche Nutzung eines solchen Akkus noch immer mit großen Schwierigkeiten verbunden.

Genau hier hat ein Forschungsteam der Universität von Osaka angesetzt. Nach eigenen Aussagen kam dabei ein Herstellungsprozess heraus, der effizient und zukünftig für die industrielle Produktion geeignet ist.

Der Elektrolyt aus Natrium und Schwefel lässt sich mit weiteren Elementen kombinieren, um die elektrischen Eigenschaften sowie die Haltbarkeit weiter zu verbessern. Obendrein gelang es, das Elektrolyt bei Normaldruck und vergleichsweise niedrigen Temperaturen von 700 °C herzustellen.

In den Versuchen mit den Energiezellen wurden praktikable 1,2 bis 2,4 Volt bei Raumtemperatur gemessen. Auch die Energiedichte liegt annähernd in den Bereichen, die aktuelle Akkus anbieten können.

Die gemessene Ionen-Leitfähigkeit in einigen Versuche erreichte zudem Werte, in denen man bereits von Superionenleitern spricht. Auch hier natürlich bei Raumtemperatur. Dafür wurde der feste Elektrolyt um Wolfram und Antimon ergänzt, um 125 Millisiemens pro Zentimeter zu erhalten. Damit wird ein normaler Ionenkristall um das Milliardenfache übertroffen, normale Batteriesäure immerhin noch um das Zehnfache. Und gleichzeitig konnten den Forschenden 300 Aufladungen in ihrer Batteriezelle erreichen, mit 75 Prozent verbleibender Kapazität.

Gute elektrische Eigenschaften, die Herstellung bei moderaten Temperaturen, günstige Ausgangsstoffe und ein festes Elektrolyt für sicheren Umgang und vor allem hohe Lade- und Entladeströme. Man darf gespannt sein, welche weiteren Fortschritte im Bereich der Natrium-Feststoffbatterien noch erzielt werden.