11. Februar 2025

Batteriewende: BMBF fördert Großprojekt zu Natrium-Ionen-Batterietechnologie

Adlershofer HU-Forschende untersuchen Elektrodenmaterialien und erproben innovative Ladekonzepte für einen schnellen Transfer in die Praxis

HU-Forscher mit Schutzbrille und Kittel arbeitet im Labor

HU-Forschende untersuchen Elektrodenmaterialien und erproben innovative Ladekonzepte für einen schnellen Transfer in die Praxis. Foto: Stefan Klenke/HU

Noch sind Lithium-Ionen-Batterien die am häufigsten verwendeten Energiespeicher. Aufgrund der Rohstoffabhängigkeit und -knappheit wird sowohl für mobile als auch für stationäre Energiespeicher aber dringend nach Alternativen gesucht. Natrium gilt als ein besonders unkritischer Rohstoff, ist gut verfügbar, preiswert und wird als sehr sicher eingestuft. Natrium-Ionen-Batterien können somit eine Schlüsselrolle spielen, um eine stabile und nachhaltige europäische Energieversorgung sicherzustellen.

Das Bundesministerium für Bildung und Forschung (BMBF) fördert mit dem Projekt » SIB:DE FORSCHUNG« die Entwicklung der Natrium-Ionen-Batterietechnologie (NIB, engl. SIB) mit rund 14 Millionen Euro. Darin bündeln 21 nationale Partner aus Wissenschaft und Wirtschaft ihre Expertise von der Batteriematerialentwicklung bis zur Fertigung großformatiger Zellen, um einen schnellen Transfer der Forschungsergebnisse in die Praxis zu ermöglichen. Die Forschungsgruppe von Projektleiter Prof. Dr. Philipp Adelhelm, Professor für Physikalische Chemie am Institut für Chemie der HU Berlin, untersucht im Rahmen des Verbundprojekts vor allem Elektrodenmaterialien und erprobt innovative Ladekonzepte. „Im Projekt SIB:DE beschäftigen wir uns mit der Entwicklung von Kohlenstoffmaterialien, die den Minuspol der Batterie bilden. Dabei untersuchen wir die Gefahr von Nebenreaktionen, die die Sicherheit der Batterie beeinträchtigen, und testen das Pulsladen als alternative Ladestrategie“, so Adelhelm.

Langzeitstabilität, Skalierbarkeit und hohe Energiedichte als Entwicklungsziel

Noch erreichen Natrium-Ionen-Batterien nicht den Leistungsstand aktueller Lithium-Ionen-Batterien. Insbesondere gilt es, die Langzeitstabilität und Energiedichte weiter zu verbessern und die Kosten zu senken. Das vom BMBF geförderte Projekt verfolgt daher vor allem das Ziel, Aktivmaterialien zu identifizieren, die skalierbar hergestellt werden können und eine wettbewerbsfähige Zell-Performance bieten. Zudem ist die Entwicklung von SIB-Zelldemonstratoren und die Evaluierung der Drop-in-Fähigkeit der Technologie, die eine Integration in bestehende Produktionsprozesse der Lithium-Ionen-Technologie ermöglicht, von besonderer Bedeutung. Dadurch wird der Übergang zu neuen Technologien erleichtert und die Produktionskosten sowie die Entwicklungszeit können reduziert werden.

Mehr Wertschöpfung durch starke Partner

Das Projektkonsortium besteht aus sieben Industriepartnern und 14 akademischen Partnern, sowie einem erweiterten Kreis von derzeit 42 assoziierten Partnern aus Wissenschaft und Wirtschaft. Es ist somit das größte Konsortium innerhalb Deutschlands zu diesem Thema. Die Koordination des Gesamtprojekts übernimmt der Chemiekonzern BASF.

An der HU Berlin forschen Wissenschaftlerinnen und Wissenschaftler bereits seit einiger Zeit an der Natrium-Ionen-Technologie. So werden am Institut für Chemie insbesondere Elektrodenmaterialien untersucht und Batterien „im Betrieb“ erprobt. Dabei kooperiert die HU Berlin auch über eine gemeinsame Forschungsgruppe mit dem Helmholtz-Zentrum Berlin.