Lithium-Ionen-Batterien sind heute der Hauptbestandteil von Batterien, belasten jedoch die Umwelt insgesamt negativ. Um diesem Problem zu begegnen, entwickeln Wissenschaftler langlebigere, schneller aufladbare Batterien ohne seltene Materialien. Sie werden aus nachhaltigen Materialien hergestellt und verfügen über ein neues positives Elektrodendesign.
Forscher der TU Delft arbeiten derzeit an der Entwicklung von Batterien, die sich schnell aufladen lassen und eine stabile Energiespeicherung ermöglichen. Darüber hinaus planen sie, diese aus nachhaltigen und leicht verfügbaren Materialien herzustellen. Diese Innovation soll eine kostengünstigere Alternative zu Lithium-Ionen-Batterien bieten, die aus seltenen Rohstoffen bestehen. Zudem verursachen Lithium-Ionen-Batterien einen erheblichen CO₂-Ausstoß.
Alexandros Vasileiadis und Marnix Wagemaker führten in Zusammenarbeit mit Forschern der Chinesischen Akademie der Wissenschaften eine Studie durch. Diese basierte auf schnellladefähigen Natriumionen-Batterien und Verbesserungen an der negativen Elektrode. Die Batterien können aus organischen Materialien hergestellt werden, wodurch die Abhängigkeit von seltenen, in Europa nicht verfügbaren Rohstoffen verringert wird.
Verbesserte neue Kathode
Forscher aus Delft entwickelten diese neue positive Elektrode für Natriumionenbatterien, die auf Konstruktionsprinzipien basiert, die sie zuvor im Jahr 2020 entdeckt hatten . Diese Konstruktionsprinzipien führten zur Entwicklung eines Materials, das die Vorteile zweier unterschiedlicher Strukturen vereint:
- Hohe Energiedichte
- Schnelle Aufladung
Darüber hinaus verändert sich die Materialstruktur während des Lade- und Entladevorgangs allmählich, was seine Lebensdauer deutlich verlängert . Außerdem ist es frei von Kobalt, einem häufigen Bestandteil von Lithium-Ionen-Kathoden.
Was kommt als Nächstes?
Die zunehmenden Erkenntnisse über Batteriematerialien haben den Weg für die nächste spannende Entwicklung im Bereich nachhaltiger Batterietechnologie geebnet – das Projekt des Third Growth Fund . Dieses Projekt konzentriert sich nicht nur auf die Forschung an Lithium-Ionen-Batterien, sondern widmet sich auch der Natrium-Ionen-Forschung auf nationaler Ebene. Europäische Wissenschaftler entwickeln langlebigere und schneller ladende Batterien ohne seltene Materialien, und die Forschung wird weiter ausgebaut. Dies ermöglicht die Anwendung dieser revolutionären Technologie auf nationalen und europäischen Märkten.
