Effiziente Hochtemperatur-Natrium-Schwefel-Batterien

Untersuchungen zur Effizienz, Alterung und Sicherheit von nachhaltigen Batterien aus Natrium und Schwefel

Motivation: Für eine sichere und klimafreundliche Stromversorgung müssen Strom aus Wind und Sonne besser gespeichert werden können, da er nicht immer dann anfällt, wenn er gebraucht wird. Dafür werden in Zukunft vor allem große, stationäre Batteriespeicher benötigt. Natrium-Schwefel-Batterien eignen sich besonders gut für diesen Einsatz, weil sie aus gut verfügbaren und umweltverträglichen Rohstoffen bestehen. Diese Materialien können in Europa gewonnen und verarbeitet werden, was lange Transportwege, Umweltbelastungen und Abhängigkeiten von anderen Ländern reduziert. Trotz dieser Vorteile sind solche Batterien bislang noch nicht ausreichend wirtschaftlich. Im aktuellen Preis-Leistungsvergleich mit Li-Ionen-Batterien auf Basis von Lithiumeisenphosphat (LFP) liegen solche Batterien leicht zurück. Um preislich konkurrenzfähig zu sein, muss sich die Kombination aus Speicherfähigkeit und Langlebigkeit noch verbessern.

Ziele und Vorgehen: Das Verbundprojekt ENAS setzt genau an diesen Herausforderungen an. Ziel ist es, Natrium-Schwefel-Batterien effizienter und langlebiger zu machen ohne Kompromisse bei der Sicherheit einzugehen. Dazu arbeiten mehrere Forschungspartner mit unterschiedlichen Fachkenntnissen eng zusammen. Im Projekt werden zunächst spezielle Testzellen für den Einsatz im Labor entwickelt, da es solche Forschungsplattformen in Deutschland bisher nicht gibt. Anschließend wird die negative Elektrode der Batterie gezielt ergänzt, um die Energieeffizienz zu verbessern. Zudem werden die Batterien beschleunigt gealtert, um Alterungsprozesse besser untersuchen zu können und mögliche Sicherheitsrisiken frühzeitig zu erkennen. So wird Schritt für Schritt nachvollzogen, wie die Batterie im Betrieb reagiert um Ansätze entwickeln zu können sie gezielt zu optimieren.

Innovationen und Perspektiven: Das Projekt schließt eine wichtige Forschungslücke in Deutschland und Europa und schafft die Grundlage für eine stärkere Nutzung dieser Speichertechnologie. Die gewonnenen Erkenntnisse sollen es ermöglich, Natrium-Schwefel-Batterien künftig wirtschaftlicher, aber weiterhin zuverlässig einzusetzen. Dies unterstützt den Ausbau erneuerbarer Energien und stärkt gleichzeitig den Forschungs- und Industriestandort Deutschland, da neue Wertschöpfungsketten entstehen und bestehende Unternehmen profitieren können. Langfristig trägt das Projekt dazu bei, eine nachhaltige, sichere und unabhängige Energieversorgung in Deutschland und Europa zu fördern und die Ziele der Fördermaßnahme wirksam zu unterstützen.