Stromspeicher: TU Darmstadt entwickelt Natrium-Festkörperbatterie für stationäre Anwendungen

Das Projekt SIMBA (Sodium-Ion and sodium Metal Batteries for efficient and sustainable next-generation energy storage) wird von einem internationalen Konsortium getragen und am Institut für Materialwissenschaft der TU Darmstadt von Professor Ralf Riedel und Magdalena Graczyk-Zajac koordiniert. Es nimmt ein zentrales Problem der Nutzung von erneuerbaren Energien in den Fokus: Sie sind prinzipiell unerschöpflich, jedoch nicht zu jedem Zeitpunkt in gleicher Menge verfügbar. Eine verlässliche Nutzung setzt effiziente und wirtschaftliche Energiespeichertechnologien zur Netzstabilisation voraus. Die erfolgversprechendste Lösung stellen inzwischen elektrochemische Energiespeichersysteme dar. Unter den verfügbaren Batteriesystemen weist die Natrium-Festkörperbatterie ein hohes Potenzial auf, zur nächsten Generation kostengünstiger und umweltfreundlicher elektrochemischer Energiespeichersysteme für stationäre Energiespeicheranwendungen zu werden.

Nachhaltige und recyclingfähige Batteriematerialien

Das SIMBA-Konsortium strebt die Entwicklung einer sicheren und kostengünstigen Natrium-Festkörperbatterie für stationäre Anwendungen an. Kritische Rohstoffe will man weitgehend durch nachhaltige, recyclingfähige Batteriematerialien ersetzen. Auf diese Weise lassen sich Versorgungsrisiken sowie Umweltbelastungen einschränken, die derzeit beispielsweise die Lithium-Ionen-Technologie mit sich bringt. Das neuartige Konzept basiert auf der Integration einer Natrium-Metall-Elektrode innerhalb eines natriumfreien hochporösen Trägers als Anode. Dazu kommt ein leitfähiger Festelektrolyt und ein innovatives, Eisen-basiertes Kathodenmaterial.

Im Rahmen des SIMBA-Konsortiums wird ein interdisziplinäres Team der TU Darmstadt innovative Anodenmaterialien für Natrium-Ionenbatterien erforschen. Transportphänomene in den Materialien und Grenzflächen will man experimentell mittels in-situ Festkörper-NMR (Kernspinresonanz) untersuchen. Das unterstützen Computersimulationen der Materialmodifizierung und -eigenschaften anhand atomistischer Modellierung.

Die EU fördert nach einer kompetitiven Ausschreibung SIMBA mit acht Millionen Euro im Rahmen des Horizon 2020-Programms. Weitere Mitglieder im Konsortium sind das Karlsruher Institut für Technologie – Helmholtz-Institut Ulm, University of Birmingham, University of Warwick, Uppsala University, das Forschungsinstitut CEA, Fraunhofer IFE, die Slowakische Akademie der Wissenschaften und verschiedene Industriepartner. Ein Beratungsgremium aus der Industrie wird das Konsortium bei der Implementierung der innovativen Natrium-Festkörperbatterie unterstützen.

13.11.2020 | Quelle: TU Darmstadt | solarserver.de © Solarthemen Media GmbH