Natrium-Ionen-Batterien (Salzbatterien) preiswert kaufen

Vorteile von Natrium-Ionen-Batterien

Rohstoffverfügbarkeit: Natrium ist im Gegensatz zu Lithium reichlich auf der Erde vorhanden und weit verbreitet. Es kommt in großen Mengen in Meerwasser und verschiedenen Mineralien vor, was die Abhängigkeit von geopolitisch instabilen Regionen reduziert.
Umweltfreundlichkeit: Die Förderung von Lithium ist oft mit erheblichen Umweltauswirkungen verbunden, einschließlich Wasserverbrauch und Bodendegradation. Natrium-basierte Materialien können umweltfreundlicher abgebaut und verarbeitet werden.
Thermische Stabilität: Natrium-Ionen-Batterien neigen dazu, eine viel bessere thermische Stabilität als Lithium-Ionen-Batterien zu haben. Es gibt kein Risiko von Überhitzung und Bränden! Dies ist besonders wichtig für Anwendungen, bei denen Sicherheit eine große Rolle spielt - insbesondere für Boote, die nur schwer gelöscht werden können.

Nachteile von Natrium-Ionen-Batterien

Geringere Energiedichte: Ein wesentlicher Nachteil von Natrium-Ionen-Batterien ist ihre etwas geringere Energiedichte im Vergleich zu Lithium-Eisenphosphat-Batterien. Bei LiFePO4 sind es rund 210 Wh/kg und bei SIB sind es rund 160 Wh/kg. Dies bedeutet, dass NIBs in Anwendungen, die eine hohe Energiedichte erfordern, wie Elektrofahrzeuge, weniger attraktiv sind.
Größere und schwerere Zellen: Natrium-Ionen sind größer und schwerer als Lithium--Batterien, was zu schwereren und größeren Batteriepackungen führen kann. Dies könnte in Anwendungen, bei denen Gewicht und Platz entscheidende Faktoren sind, problematisch sein.

Funktionsweise von Salzbatterien

Natrium-Ionen-Batterien arbeiten nach einem ähnlichen Prinzip wie Lithium-Ionen-Batterien. Der grundlegende Unterschied besteht jedoch darin, dass Natrium-Ionen (Na⁺) anstelle von Lithium-Ionen (Li⁺) als Ladungsträger verwendet werden. Die Hauptkomponenten einer Natrium-Ionen-Batterie sind:

Kathode: Die Kathode ist aus Natrium-Cobalt-Oxid (NaCoO2), die Na⁺-Ionen während des Entladevorgangs aufnehmen und während des Ladevorgangs abgeben.

Anode: Als Anode werden in der Regel harte Kohlenstoffe, weiche Kohlenstoffe oder Metalloxide verwendet. In unserem Fall greifen wir auf Karbon zurück.

Elektrolyt: Das Elektrolyt besteht in der Regel aus einer Natrium-Salzlösung, die in einem organischen Lösungsmittel gelöst ist. Es dient als Medium, durch das die Natrium-Ionen zwischen Anode und Kathode während des Lade- und Entladevorgangs wandern.

Separator: Der Separator ist eine mikroporöse Membran, die die Anode und die Kathode trennt und gleichzeitig den Fluss der Na⁺-Ionen ermöglicht.

Lade- und Entladeprozess

Laden: Während des Ladevorgangs werden Natrium-Ionen aus der Kathode extrahiert und durch das Elektrolyt zur Anode transportiert, wo sie in die Anodenstruktur eingebettet werden.

Entladen: Beim Entladen werden die Na⁺-Ionen aus der Anode freigesetzt, wandern durch das Elektrolyt zurück zur Kathode und erzeugen dabei einen Elektronenfluss durch den externen Stromkreis, der elektrische Energie liefert.

Fazit zu Salzbatterien

Natrium-Ionen-Batterien sind eine vielversprechende Alternative zu Lithium-Ionen-Batterien, insbesondere in Hinblick auf Nachhaltigkeit und Sicherheit. Ihre geringere Energiedichte begrenzen jedoch derzeit ihre Einsatzmöglichkeiten - zumindest für Elektroautos. Bei Booten hingegen können Salzbatterien schon jetzt eingesetzt werden.