Es wird erwartet, dass kostengünstige Natriumbatterien Lithiumbatterien ersetzen

Natriumionenbatterien entwickeln sich still und leise zu einer vielbeachteten neuen Energiespeichertechnologie. Im Vergleich zu den bekannten Lithium-Ionen-Batterien bieten Natrium-Ionen-Batterien viele spannende Eigenschaften und Potenziale. Natriumressourcen sind relativ reichlich vorhanden und weithin verfügbar. Natriumbatterien weisen auch hinsichtlich der Energiespeicherdichte eine gute Leistung auf und können in vielen Bereichen, einschließlich Elektrofahrzeugen, eingesetzt werden.

Prinzip und Definition einer Natrium-Ionen-Batterie

Natrium-Ionen-Batterien sind eine wiederaufladbare Batterietechnologie ähnlich wie Lithiumbatterien, unterscheiden sich jedoch stark in den Rohstoffen. Natriumionenbatterien verwenden Natriumionen, um Ladung zwischen den positiven und negativen Elektroden der Batterie zu übertragen, um Energie zu speichern und freizugeben, während Lithiumionenbatterien Lithiumionen für die Ladungsübertragung verwenden.

Wenn eine Natriumionenbatterie geladen wird, verlassen Natriumionen das positive Elektrodenmaterial und wandern durch den Elektrolyten in das negative Elektrodenmaterial, wo sie gespeichert werden. Dieser Vorgang ist reversibel, was bedeutet, dass Natrium-Ionen-Batterien viele Male geladen und entladen werden können. Wenn die gespeicherte Energie freigesetzt werden muss, arbeitet die Batterie umgekehrt, wobei Natriumionen aus dem negativen Material freigesetzt und über den Elektrolyten zum positiven Material zurückgeführt werden, wodurch ein elektrischer Strom entsteht.

Im Gegensatz dazu liegt der Vorteil von Natrium-Ionen-Batterien in der breiten Verfügbarkeit und den relativ geringen Kosten der Natriumressourcen, und das reichliche Vorkommen von Natrium in der Erdkruste macht sie zu einer nachhaltigeren Option. Lithiumressourcen sind relativ knapp und der Abbau und die Verarbeitung von Lithium können auch gewisse Auswirkungen auf die Umwelt haben. Daher sind Natrium-Ionen-Batterien im Hinblick auf Nachhaltigkeit eine umweltfreundlichere Option.

Allerdings befinden sich Natrium-Ionen-Batterien noch in einem frühen Entwicklungs- und Kommerzialisierungsstadium und es gibt im Vergleich zu Lithium-Ionen-Batterien noch einige Produktionsherausforderungen, wie z. B. größere Größe, höheres Gewicht und langsamere Lade- und Entladeraten. Mit der Weiterentwicklung der Technologie und intensiver Forschung wird jedoch erwartet, dass Natrium-Ionen-Batterien zu einer Batterietechnologie mit breiten Anwendungsaussichten werden.

Die absoluten Vorteile von Natrium-Ionen-Batterien

Ein wesentlicher Vorteil von Natrium-Ionen-Batterien sind ihre geringen Kosten, ein klarer Vorteil gegenüber Lithium-Batterien. Lithiumbatterien nutzen Lithium als Rohstoff, und der Lithiumpreis ist nach wie vor hoch, was den Abbau und die Verarbeitung von Lithiummetall zu einem äußerst profitablen Geschäft macht. Die Produktionskosten für Lithiummetall pro Tonne betragen etwa 5.000 bis 8.000 US-Dollar.

Es ist erwähnenswert, dass 5.000 bis 8.000 US-Dollar nur die Kosten für den Abbau und die Produktion von Lithium sind und der Marktpreis für Lithium viel höher ist als dieser Wert. Laut öffentlichen Daten einer in New York ansässigen Private-Equity-Firma, die in die Elektrofahrzeugindustrie investiert, wird Lithium für mehr als das Zehnfache dieser Menge auf dem Markt verkauft.

Nehmen wir als Beispiel die Vereinigten Staaten: Angesichts der enormen Gewinnmargen sind Investoren und Banken bestrebt, in Lithiumabbau- oder Lithiumverarbeitungsprojekte zu investieren oder Kredite zu vergeben. Die Vereinigten Staaten gewähren Lithiumsuchern und -verarbeitern sogar Zuschüsse im Wert von mehreren zehn Millionen Dollar. Lithium ist auf der Erde keine Seltenheit, galt aber erst als sehr wertvoll, als der Verkauf von Elektroautos begann.

Da die Nachfrage steigt, bemüht sich die Industrie darum, neue Minen zu eröffnen, und Verarbeitungsbetriebe erhöhen ihre Kapazität zur Verarbeitung des Erzes. Der Preis für Lithium ist rasant gestiegen und hat nach und nach einen Monopolmarkt gebildet. Auch die Autohersteller machen sich Sorgen über Lithiumknappheit und steigende Preise. Selbst große Autohersteller wie Tesla werden direkt in das Lithiumgeschäft einsteigen. Die Angst der Autohersteller vor dem Rohstoff Lithium führte zu Natrium-Ionen-Batterien.