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Fortschritte bei Natrium-Ionen-Batterien in Schweden und den USA

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  • Fortschritte bei Natrium-Ionen-Batterien in Schweden und den USA

    Fortschritte bei Natrium-Ionen-Batterien in Schweden und den USANatrium-Ionen-Batterien sind auf dem Vormarsch. In Schweden hat Altris seine erste Produktionsanlage für Kathodenmaterial im industriellen Maßstab angekündigt. Auch in den USA nimmt ein Projekt zur Herstellung von Natrium-Ionen-Batterien in Zusammenarbeit mit Natron Energy und Clarios konkrete Formen an.

    In Schweden will Altris, ein Entwickler von Kathodenmaterial für Natrium-Ionen-Batterien, seine Produktion in der Stadt Sandviken, fast 200 Kilometer nördlich von Stockholm, in Zusammenarbeit mit Sandvik Materials Technology, einem Entwickler und Hersteller von rostfreiem Stahl, Speziallegierungen und Hartmetall, realisieren. Die Altris-Anlage soll jährlich 2.000 Tonnen Fennac-Kathodenmaterial produzieren können, was für 1 GWh Natrium-Ionen-Batterien pro Jahr ausreicht.

    Die Produktion in der 1 800 Quadratmeter großen Anlage mit dem Namen Ferrum wird voraussichtlich Anfang 2023 aufgenommen. Die Ferrum-Anlage in Sandviken wird der dritte Standort von Altris sein, neben dem Hauptsitz und dem Forschungslabor des Unternehmens in Uppsala und einem Vertriebsbüro in Guangzhou, China.

    Das Kathodenmaterial Fennac, das von Batterieforschern oft als "preußisches Weiß" bezeichnet wird, ist ein Gerüstmaterial, das aus Natrium, Eisen, Kohlenstoff und Stickstoff besteht. Die großen Poren im Inneren des Materials ermöglichen es, eine Reihe von Atomen oder Molekülen einzuschließen und zu speichern. Nach Angaben von Altris ermöglicht die Verwendung von Eisen als Elektronenquelle und die vollständige Füllung des Materials mit Natrium eine theoretische Kapazität von 170 mAh/g und eine durchschnittliche Ausgangsspannung von 3,2 V.

    Altris nutzt nach eigenen Angaben sein neues Verfahren zur Herstellung von Fennac, das bei niedrigen Temperaturen und Umgebungsdruck arbeitet. Dies macht es zu einer nachhaltigeren und kosteneffizienteren Alternative, so das Unternehmen.

    In den USA arbeiten der Natrium-Ionen-Batteriehersteller Natron Energy und Clarios, ein Hersteller von Niederspannungsbatterietechnologien für die Mobilität, bei der Produktion der Natrium-Ionen-Batterien zusammen. Die Clarios-Anlage in Meadowbrook, Michigan, wird voraussichtlich die größte Produktionsanlage für Natrium-Ionen-Batterien der Welt werden, wenn die Serienproduktion im Jahr 2023 beginnt. Natron hat die geplante Produktionskapazität noch nicht bekannt gegeben.

    Natrons Batterien werden mit denselben Werkzeugen und Anlagen hergestellt, die auch für die Lithium-Ionen-Produktion verwendet werden. Natron sagt, dass diese Ähnlichkeit der Produktionsanforderungen es den beiden Unternehmen ermöglicht, einen Teil der Lithium-Ionen-Anlage von Clarios für die Natrium-Ionen-Produktion zu nutzen. Es wird erwartet, dass dies im Vergleich zum Bau einer neuen Fabrik zu niedrigeren Kosten und einer kürzeren Markteinführungszeit führt.

    Die Batterien von Natron Energy wurden bisher vor allem in Datenzentren und Telekommunikationsnetzen eingesetzt, wobei auch Elektrofahrzeuge als künftige Anwendungen genannt werden. Craig Rigby, Clarios-Vizepräsident für Technologie, sagt: "Clarios freut sich, mit Natron zusammenzuarbeiten, um eine vielversprechende Energiespeicherlösung auf den Weg zu bringen. Da die Nachfrage nach Energiespeichern in allen Anwendungsbereichen steigt, sehen wir das Potenzial dieser Technologie, kritische Bedürfnisse zu erfüllen."

    Das Projekt wurde von der Agentur ARPA-E des US-Energieministeriums im Rahmen des SCALEUP-Programms unterstützt. Die Massenproduktion von Natrium-Ionen-Zellen soll durch neue Zellmontageanlagen im Clarios-Werk Meadowbrook ermöglicht werden.

    In China plant bekanntlich auch der Batterieriese CATL, ab 2023 Natrium-Ionen-Zellen zu produzieren. Bei dieser Gelegenheit haben wir bereits im vergangenen Jahr die Vor- und Nachteile sowie das Potenzial der Technologie von Experten bewerten lassen.

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