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Stand: 11.10.2023, 16:28 Uhr

Während hiesige Elektroauto-Hersteller auf Lithium setzen, ist in China eine Ressourcen-sparende Akkutechnologie serienreif. Es gibt gleich mehrere Vorteile.

München – Auch wenn Elektroautos einen umweltfreundlichen Stempel haben: Stromer fahren zwar emissionsfrei, das gilt jedoch lediglich im Hinblick auf fehlende Abgase. Der Herstellungsprozess ist nicht ökologischer als bei Fahrzeugen mit Verbrennermotor – und die Energiezufuhr mittels Strom erfordert fossile Energie, die in Deutschland immer noch einen hohen Anteil bei der Gewinnung von elektrischer Energie spielt.

Ein kritischer Punkt im Hinblick auf die Rohstoffe und Wiederverwertung ist auch das Thema Batterien: E-Autos benutzen in der Regel Lithium-Ionen-Akkus als Energiespeicher. Lithium ist ein wertvoller, nicht nachwachsender Rohstoff, welcher der Erde entnommen wird und in der Zellproduktion verarbeitet wird. Ganz zu schweigen vom Recycling.

Elektroauto-Akku: Salzbatterie statt Lithium-Ionen-Akkus

Aus den genannten Gründen ist das derzeite Verfahren auch in Sachen Kosten aufwendig und daher ein Treiber der hohen E-Auto-Preise. Eine Methode, die deshalb im Autosektor und darüber hinaus beinahe eine Revolution auslösen könnte, ist die Salzbatterie: Es handelt sich um Natrium-Ionen-Akkus, die nicht nur günstiger in der Herstellung sind, sondern auch als umweltfreundlicher und sauberer gelten.

Während in Deutschland und anderen Ländern Europas diesbezüglich angeblich noch eher abgewartet wird, ist die neue Technologie bei der Batteriezellenproduktion in China bereits serienreif: Es gibt auf dem chinesischen Automarkt schon Elektrofahrzeuge, bei denen die innovative Zellchemie praktiziert wird. Laut dem Handelsblatt handelt es sich beim Chery QQ Ice Cream um das erste Serienmodell überhaupt, welches mit Natrium-Ionen-Akku auf den Straßen rollt. Auch der BYD Seagull hat als alternative Option eine Salzbatterie an Bord. Im Reich der Mitte soll das E-Auto bereits für unter 10.000 Euro erhältlich sein.

Wie unterscheiden sich Natrium-Ionen-Akkus von herkömmlichen Lithium-Ionen-Akkus? Grundlegend funktionieren die beiden Batteriearten bis auf den jeweiligen Rohstoff gleich, um Energie zu speichern und sie freizusetzen: Wenn der Akku eines E-Autos geladen wird, strömen Natrium-Ionen durch einen Elektrolyten und lagern sich auf der negativen Elektrode ab, schildert Clearthinking.de über die Methode der „Salzbatterie“.

Elektroauto-Batterien künftig mit Natrium? Offenbar große Chance für deutsche Autobauer

Die Forschung und Entwicklung in diesem Bereich hat zuletzt jedoch auch hierzulande deutlich angezogen, erläutert das Handelsblatt und bezieht sich auf einen Bericht des Fraunhofer-Instituts. In einer Pressemitteilung verweist die Einrichtung Forschungsfertigung Batteriezelle (FFB) angesichts des gigantischen zu erwartenden Energieverbrauchs und der drohenden ökologischen Schäden auf die Dringlichkeit von Alternativen zu Lithium-Ionen-Akkus.

Natrium scheint hierfür optimal geeignet, zudem könnte offenbar die Rohstoffabhängigkeit von Ländern wie China akut verringert werden: „Mit Blick auf die Materialien ist Natrium in Deutschland nahezu unbegrenzt und damit kostengünstig verfügbar, zum Beispiel in Form von Natriumchlorid, also Kochsalz oder Natriumcarbonat (Soda)“, erklären die Forscher. Laut dem Bericht wurde die Forschung in diesem Bereich „maßgeblich von asiatischen Firmen hervorgerufen“. Nach der Studie werden in diesem Bereich immer mehr Patentanmeldungen und Industrieaktivität festgestellt.

Auch für deutschen Autobauer seien Natrium-Batterien eine riesige Chance, sich „plötzlich einer einheimischen Rohstoffbasis zu bedienen, die unabhängig von strategischen, ja kritischen Importen ist“ - so der Wortlaut einer früheren Mitteilung.

VW hat Ambitionen im Bereich Salzbatterien - 2025 erste Produktion?

Zwar sind hiesige Autobauer angeblich noch zögerlich, jedoch hat mit Volkswagen auch der größte Konzern Europas das Thema auf der Agenda: denn Natrium bietet eine gute Möglichkeit, den größten Kostenfaktor eines Elektroautos günstiger zu machen - die Batterie. Laut Handelsblatt sieht VW-Technologievorstand Thomas Schmall die „Wettbewerbsfähigkeit“ von Natrium-Ionen-Akkus im Jahr 2026 eintreten. Das gehe umso schneller, „je höher der Preis für Lithium, Nickel und Kobalt ist“, so der Manager.

Bereits im Sommer 2023 kursierten Gerüchte, dass VW bei dem chinesischen Anbieter Jiangsu Transimage Tech eine Bestellung getätigt habe und im Jahr 2025 - angeblich in kleinerem Umfang - selbst Natrium-Ionen-Akkus produzieren möchte. Bei den westlichen Herstellern ist auch von Tesla bekannt, dass sich das Unternehmen mit der Integration von Natrium-Ionen-Akkus in die Elektrautos der Marke beschäftigt.

Weitere Vorteile machen Natrium als Energiespeichermethode wertvoll: Die Batteriezellen kommen ohne Kobalt und Nickel aus, lassen sich zudem leichter recyceln. Außerdem sei die Langlebigkeit besser als bei den mit Lithium bearbeiteten Batterien sowie die Robustheit im Hinblick auf Temperaturschwankungen bei Ladevorgängen.

Natrium-Ionen-Akkus: Ein wesentlicher Nachteil gegenüber Lithium

Eine Vorreiterrolle auf dem Gebiet hat der chinesische Batteriehersteller CATL inne. Jedoch haben Natrium-Ionen-Akkus einen wesentlichen Nachteil - die niedrigere Energiedichte gegenüber Lithium. Diese liegt dem Bericht zufolge bis zu 40 Prozent darunter. Weil jedoch die Forschung voranschreitet, sei dank Optimierung der Komponenten Batteriezelle und Kathode ein immer effizienterer Leistungsoutput in Sachen Energie möglich: CATL-Akkus sollen derzeit etwa 160 Wattstunden pro Kilogramm erreichen, bald auch 200 Wh pro kg.

In welchem Umfang Natrium-Ionen-Batterien künftig Lithium-Akkus ersetzen, scheint offen: Aufgrund der niedrigeren Energiedichte gehen Experten davon aus, dass die günstigere Zellchemie-Methode insbesondere bei E-Autos zum Einsatz kommt, bei denen der Fokus mehr auf einem niedrigen Preis liegt, als auf einer hohen Reichweite. Bei dem oben benannten Chery QQ Ice Cream beträgt diese je nach Ausführung bis zu 170 Kilometer. Auch für E-Bikes, als stationäre Speicher oder im Haushalt könnten Natrium-Ionen-Akkus eine Rolle spielen.

FFB-Bereichsleiter Florian Degen sieht für die deutsche Automobilbranche zumindest eine große Chance, die jener von vor etwa zehn Jahren ähnelt: „Damals haben sich die deutschen Hersteller dagegen entschieden, Lithium-Ionen-Batterien zu entwickeln. Jetzt haben wir die Chance, das anders zu machen.“ (PF)