Wissenschaftler haben Natriumionenzellen (Na-Ionen) mit einem festen Elektrolyten entwickelt. • ELEKTROAUTOS
Wissenschaftler der University of Austin (Texas, USA) haben Na-Ionen-Zellen mit Festelektrolyt entwickelt. Sie sind noch nicht serienreif, sehen aber vielversprechend aus: Sie ähneln in mancher Hinsicht Lithium-Ionen-Zellen, halten mehrere hundert Betriebszyklen aus und verwenden ein billiges und erschwingliches Element – Natrium.
Asphalt, Graphen, Silizium, Schwefel, Natrium – mit diesen Stoffen und Elementen lassen sich elektrische Elemente in Zukunft verbessern. Eines haben sie gemeinsam: Sie sind relativ leicht verfügbar (mit Ausnahme von Graphen) und versprechen eine ähnliche und in Zukunft vielleicht sogar bessere Leistung wie Lithium.
Eine interessante Idee ist, Lithium durch Natrium zu ersetzen. Beide Elemente gehören zur gleichen Gruppe der Alkalimetalle, beide sind gleich reaktiv, aber Natrium ist das sechsthäufigste Element in der Erdkruste und wir können es günstig bekommen. In Texas entwickelte Na-Ionen-Zellen ersetzen Lithium in der Anode durch Natrium und ersetzen brennbare Elektrolyte durch Festelektrolyte auf Schwefelbasis. (Quelle).
Ursprünglich wurde eine Keramikkathode verwendet, die jedoch im Laufe des Betriebs (Ladungsaufnahme/Ladungsübertragung) ihre Größe veränderte und auseinanderfiel. Daher wurde sie durch eine flexible Kathode aus organischen Materialien ersetzt. Die so konzipierte Zelle hat mehr als 400 Lade-/Entladezyklen ohne Ausfall absolviert und die Kathode erreichte eine Energiedichte von 0,495 kWh/kg (dieser Wert ist nicht mit der Energiedichte der gesamten Zelle bzw. Batterie zu verwechseln).
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Nach einer weiteren Verbesserung der Kathode konnte ein Wert von 0,587 kWh/kg erreicht werden, was in etwa den Werten entspricht, die an den Kathoden von Lithium-Ionen-Zellen erzielt werden. Nach 500 Ladezyklen konnte der Akku 89 Prozent seiner Kapazität halten.was auch den Parametern von [schwächeren] Li-Ionen-Zellen entspricht.
Na-Ionen-Zellen arbeiten mit einer niedrigeren Spannung als Lithium-Ionen-Zellen und können daher zur Stromversorgung tragbarer Elektronikgeräte verwendet werden. Das Austin-Team entschied sich jedoch auch für die Umstellung auf höhere Spannungen, um die Zellen in Elektrofahrzeugen einsetzen zu können. Warum? Einer der Hauptparameter des Autos ist seine Leistung und sie hängt direkt von der Stromstärke und Spannung an den Elektroden ab.
Erwähnenswert ist, dass John Goodenough, der Erfinder der Lithium-Ionen-Zellen, von der University of Austin kommt.
Fotoeröffnung: Reaktion eines kleinen Natriumklumpens auf Wasser (c) Ron White Gedächtnisexperte - Gedächtnistraining und Gehirntraining / YouTube. Mehr Beispiele:
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