antreiben. Künftig werden Natrium Ionen Akkus zum Einsatz kommen:
An der Natrium-Ionen-Batterie forschen Wissenschaftler und Unternehmen schon lange; China gilt inzwischen als führend. Im Prinzip funktioniert die Natriumzelle schon, galt aber bisher als zu schwer und zu groß für das E-Auto. Gelingt der Technik nun auch im Pkw der Durchbruch, könnte sie den Automarkt ordentlich umkrempeln.
Anders als die heute gängigen Lithium-Ionen-Akkus benötigt die Natrium-Batterie keinerlei kritische oder knappe Rohstoffe. Unter anderem deswegen dürfte sie bald konkurrenzlos günstig sein. In wenigen Jahren könnten E-Autos dadurch sogar deutlich billiger sein als selbst die kleinsten Verbrenner-Pkw. Das dürfte auch die aktuelle politische Debatte um den möglichen Einsatz synthetischer Kraftstoffe, sogenannter E-Fuels, im Pkw nochmals beeinflussen. E-Fuels dürften noch für lange Zeit knapp und teuer sein; derart billige Elektroautos würden ihren Einsatz nochmals fraglicher machen.
Auch die Aufbereitung zu batteriefähigem Material ist sehr viel günstiger als bei Lithiumerz. Die besonders kritischen und teuren Metalle Kobalt und Nickel benötigt die Natrium-Batterie ebenfalls nicht: Der Pluspol besteht aus Preußisch Weiß oder Preußisch Blau, das erste Pigment, das Menschen künstlich hergestellt haben. Preußisch Blau ist ein komplexes Metallsalz, dessen Hauptbestandteil Eisen ist, und Eisen ist ebenfalls in großen Mengen sehr günstig verfügbar, erläutert Fichtner.
Die Rolle des Grafit, in den heutigen Lithium-Ionen-Batterien in der Anode mit bis zu 100 Kilogramm je E-Auto verbaut, übernimmt Hartkohlenstoff. Auch Grafit wird von der EU seit einiger Zeit als kritischer Rohstoff eingestuft: Wie beim Lithium hat China die Grafit-Aufbereitung zum Batteriematerial fest in der Hand. Hartkohlenstoff lässt sich hingegen überall besorgen und sehr günstig aus allen möglichen pflanzlichen Abfällen gewinnen, etwa aus Apfel- oder Erdnussschalen.
Laden in nur 15 Minuten
Das noch immer recht gemächliche Ladetempo hält viele Diesel- und Benziner-Besitzer noch vom Umstieg auf ein E-Auto ab. Auch dies könnte der Natrium-Akku ändern. Chinesische Hersteller haben bei Versuchen Ladezeiten von weniger als 15 Minuten von null auf 85 Prozent Batteriefüllstand dokumentiert. Der Grund für das verhältnismäßig schnelle Laden liegt an der Beschaffenheit der Natrium-Ionen. Natrium-Ionen sind zwar etwas größer als Lithium-Ionen und nicht ganz so leicht, erläutert Batteriewissenschaftler Max Fichtner, aber dafür sehr viel weicher und flexibler. Man kann sie sich wie einen sehr weichen Gummiball oder einen nur halb aufgeblasenen Luftballon vorstellen.
Dadurch kann sich der elektrische Ladungsträger Natrium-Ion reibungsloser und schneller in die Gitterstrukturen der Elektroden einlagern. Ist das Gitter etwas eng, flutsch es einfach durch. Das geht mit dem harten Lithium nicht, sagt Fichtner. Hartkohlenstoff und Preußisch Blau sind zudem umgängliche Absorber. Preußisch Blau ist ein weitmaschiges Gitter, das alles Mögliche kritiklos bei sich einlagert, deswegen gab man es im 19. Jahrhundert gern bei Bleivergiftungen, berichtet Fichtner.
Ein weiterer Vorteil von Natrium- gegenüber Lithium-Ionen: Die Ionen schwimmen schneller durch den Elektrolyten als bei der Lithium-Ionen-Zelle. Lithium-Ionen führen immer einen kleinen Mantel aus Verunreinigungen mit sich, wenn sie beim Laden vom Plus- zum Minuspol und zurück fließen. Dieser Mantel, Solventhülle genannt, besteht aus Molekülen von in der Batterie eingesetzten Lösungsmitteln. Natrium-Ionen haben eine kleinere Solventhülle, so dass sie schneller wandern.
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