Bund fördert Forschung an Natrium-Ionen-Batterien

Das nun gestartete Projekt „Sodium-Ion-Battery Deutschland-Forschung – SIB:DE FORSCHUNG“ zielt darauf ab, die Eignung der Natrium-Ionen-Batterietechnologie für die europäische Energie- und Mobilitätswende zu evaluieren und eine zügige industrielle Umsetzung zu erreichen.

Lab-Scale Fällungsreaktor zur Entwicklung eines Aktivmaterials für Natrium-Ionen-Batterien.
Bild: Fraunhofer IFAM

Hierzu bündeln 21 nationale Partner aus Wissenschaft und Wirtschaft ihre Expertise von der Batteriematerialentwicklung bis zur Fertigung großformatiger Zellen, um einen schnellen Transfer von Forschungsergebnissen in die praktische Anwendung zu ermöglichen, wie das Fraunhofer IFAM mitteilt.

Weshalb Natrium-Ionen-Batterien interessant sind, ist bereits bekannt: Anders als Lithium gilt Natrium als unkritischer Rohstoff, ist gut verfügbar, preiswert und wird als sehr sicher eingestuft. Besonders mit Blick auf die Lieferketten, die im Falle von Lithium meist von asiatischen Firmen dominiert werden, können Natrium-Ionen-Batterien eine wichtige Rolle dabei spielen, den europäischen Batterie-Bedarf nachhaltig zu decken und die Versorgung sicherzustellen. Wobei aber auch bei Natrium-Ionen-Batterien erste chinesische Hersteller schon jetzt am Markt sind.

Im Rahmen von „SIB:DE FORSCHUNG“ sollen jetzt Aktivmaterialien identifiziert werden, „die skalierbar hergestellt werden können und eine wettbewerbsfähige Zell-Performance bieten“. Es sollen auch Demo-Zellen entwickelt werden, die nach Möglichkeit in bestehende Produktionsprozesse für Lithium-Ionen-Batterien integriert werden können. „Trotz ähnlicher elektrischer Eigenschaften können Lithium und Natrium nicht einfach ausgetauscht werden“, erklärt das Fraunhofer IFAM. „Chemische Unterschiede zwischen diesen Elementen führen aktuell zu technischen Herausforderungen, die eine schnellere Alterung der Natrium-Batterien zur Folge haben und deren Leistung beeinträchtigen.“

Die Besonderheit: SIB:DE wird vom Bundesministerium für Bildung und Forschung (BMBF) gefördert. Denn das Projekt ist erst im Januar angelaufen (geplant bis Ende 2027) und dürfte damit zu den ersten Forschungsvorhaben in der Batteriewelt gehören, dass nach der eingeschränkten Wiederaufnahme der Neuförderung im Januar mit Zuschüssen vom Bund bedacht wird. Insgesamt soll die Fördersumme bei rund 14 Millionen Euro liegen, so das Fraunhofer-Institut für Fertigungstechnik und Angewandte Materialforschung.

Das Projektkonsortium des „SIB:DE FORSCHUNG“-Vorhabens besteht aus sieben Industriepartnern und 14 akademischen Partnern, sowie einem erweiterten Kreis von derzeit 42 assoziierten Partnern aus Wissenschaft und Wirtschaft. „Es ist somit das größte Konsortium innerhalb Deutschlands zu diesem Thema“, heißt es in der Mitteilung. Die Koordination des Gesamtprojekts übernimmt die BASF. „Nur durch diese enge Verzahnung der Kompetenzen aus Wissenschaft und Industrie kann ein schneller Transfer der Forschungsergebnisse in die industrielle Skalierung gelingen und eine Marktdurchdringung der Natrium-Ionen-Technologie ermöglicht werden“, schreibt das Fraunhofer IFAM.

Die Aufgabenteilung ist einfach: Während die akademischen Partner an den materialwissenschaftlichen und zelltechnischen Themen arbeiten, konzentrieren sich die Industriepartner auf die Skalierung der Materialien und der industrienahen Zellformate. Bis zum Projektende 2027 sollen sich so Empfehlung zur Umsetzbarkeit eines industrialisierbaren Prozesses ergeben. Im bereits geplanten Nachfolge-Projekt „SIB:DE ENTWICKLUNG“ soll dann mit diesen Erkenntnissen die Produktionsforschung durchgeführt werden.

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