cav
cav TREND HERSTELLUNG UND RECYCLING VON BATTERIEN Bild: jroballo – stock.adobe.com Wann kommen die Energiespeicher der Zukunft? NATRIUM-IONEN- BATTERIEN Lithium-Ionen-Batterien sind einer der Bausteine für die Elektromobilität und die Überbrückung von Dunkelflauten. Der Bedarf steigt rasant, doch Lithium ist rar und die Abbaumethoden sind häufig zweifelhaft. Dabei gibt es gerade für Deutschland mit seinen riesigen Salzlagerstätten eine gute Alternative: die Natrium-Ionen-Batterie. 12 cav 03-2024
Bild: Fraunhofer IKTS Grundlegende mögliche Zusammensetzung von Natrium-Ionen- Batterien: Preußisch Weiß, Flüssigelektrolyt, Hard Carbon und metallisches Natrium Die Nachfrage nach Lithium-Ionen-Batterien (LIB) steigt rasant. Im Jahr 2040 soll der jährliche Bedarf laut einer Studie des Fraunhofer-Instituts für System- und Innovationsforschung ISI bereits auf 6000 GWh pro Jahr ansteigen. Um diesen enormen Bedarf an Batteriespeicherkapazität bzw. Batteriezellen decken zu können, erfordert es nicht nur eine Vielzahl von Batteriezellfabriken, sondern auch eine gesicherte, wirtschaftliche und nachhaltige Rohstoffversorgung. Angesichts der hohen Nachfrage nach Lithium und der damit verbundenen Herausforderungen der Beschaffung ist die Frage nach alternativen Batterietechnologien äußerst relevant. Suche nach Alternativen endet beim Gruppennachbar Auf der Suche nach Alternativen zu Lithium ist vor allem der Gruppennachbar Natrium in den Fokus der Forscher gerückt. Im Herbst wurde ein Umfeldbericht veröffentlicht, der in Zusammenarbeit mit dem Fraunhofer-Institut für Produktionstechnologie IPT, dem Lehrstuhl PEM der RWTH Aachen und dem Fraunhofer-Institut für System- und Innovationsforschung ISI entstanden ist. Er beantwortet einige grundlegende Fragen und beschäftigt sich mit dem Potenzial von Natrium-Ionen-Batterien (NIB). Diese zeichnen sich durch eine gute Ressourcenverfügbarkeit, Sicherheit und Tiefentladefähigkeit aus. Mit Blick auf die Materialien ist Natrium in Deutschland nahezu unbegrenzt verfügbar. Natrium verfügt allerdings nicht über eine so hohe Energiedichte wie Lithium. Das heißt, die NIB-Zelle kann weniger Energie zur Verfügung stellen als eine vergleichbare LIB-Zelle. Folglich wird derzeit vor allem daran geforscht, die Energiedichte zu erhöhen. Der Schlüssel liegt vor unserer Tür Der notwendige Moment für den Hochlauf nachhaltiger Batterietechnologien sei gestern gewesen. Das sagen Prof. Dr. Michael Stelter vom Fraunhofer IKTS und Prof. Dr. Martin Oschatz vom Institut für Technische Chemie und Umweltchemie an der Friedrich-Schiller-Universität (FSU) in Jena. Der Schlüssel zum Erfolg liege vor der Tür: Natrium. „Dank ihrer einzigartigen Eigenschaften lässt sich mit einer Natrium-Ionen-Batterie sozusagen der Reset-Knopf für die herkömmliche Denk- und Einsatzweise von Batterien drücken. Bei Natrium-Batterien können wir uns plötzlich einer einheimischen Rohstoffbasis bedienen, die unabhängig von strategischen, ja kritischen Importen ist. Auch die benötigte technologische Infrastruktur ist vorhanden. Das ist die Chance für Wertschöpfung in Deutschland“, sagt Prof. Michael Stelter. Wertschöpfung entlang der Via Regia Deutschland hat in den vergangenen Jahren bedeutende Leuchttürme der Batterietechnik geschaffen. „Wenn wir allein nach Thüringen und Sachsen schauen: Diese Länder haben enorm vorgearbeitet und investiert. Alle einzelnen Wertschöpfungsschritte für die Entwicklung und Fertigung von Batterien sind von Westthüringen bis Mehr erfahren Die adaptive Maschine Ihr Wettbewerbsvorteil Aktuelle Herausforderungen Individuelle Konsumwünsche Höhere Variantenvielfalt Kurze Produktlebenszyklen Adaptive Maschinenlösungen Produktion auf Bestellung Formatwechsel ohne Stillstandszeiten Einfache Neukonfiguration mit digitalem Zwilling In einer Welt der kleinen Losgrößen, kurzen Lebenszyklen und des Online-Handels bleiben Sie mit der adaptiven Fertigung profitabel – der ersten Maschine, die sich dem Produkt anpasst. B&R ermöglicht die Umsetzung der adaptiven Fertigung bereits heute – mit einer perfekt abgestimmten Gesamtlösung aus intelligentem mechatronischen Produkttransport, Robotik, Machine Vision und digitalen Zwillingen. br-automation.com/adaptive B&R | A member of the ABB Group cav 03-2024 13
