Das US-amerikanische Start-up-Unternehmen „Peak Energy“ hat kürzlich einen der bislang größten mehrjährigen Lieferverträge im Bereich der Natrium-Ionen-Technologie abgeschlossen. Das Abkommen legt den Grundstein für die Implementierung eines der weltweit größten Natrium-Ionen-Batteriesysteme: Zwischen 2027 und 2030 will das Unternehmen bis zu 4,75 Gigawattstunden an den Netzspeicher-Entwickler „Jupiter Power“ liefern. Der Deal bestätigt einen Trend, den eine aktuelle Studie der Fraunhofer-Einrichtung Forschungsfertigung Batteriezelle FFB und der Universität Münster vor kurzem bereits aufgezeigt hat: Natrium-Ionen-Batterien stehen vor dem Übergang in die industrielle Massenfertigung.
Alternative mit strategischem Potenzial
Natrium-Ionen-Batterien gelten als vielversprechende Alternative zur Lithium-Ionen-Technologie – vor allem aufgrund ihrer guten Rohstoffverfügbarkeit und ihrer vergleichsweise geringeren Auswirkungen auf die Umwelt. Technologisch punkten sie durch ein breites Temperaturfenster, das kostengünstigere Kühlsysteme ermöglicht und Betriebs- sowie Wartungskosten reduziert. Zudem zeigen NFPP-Kathodenmaterialien eine hohe Zyklenstabilität, wodurch Natrium-Ionen-Zellen insbesondere für stationäre Anwendungen mit moderater Energiedichte attraktiv sind.
Bereit für die Gigafactory
Obwohl China derzeit den weltweiten Ausbau der Natrium-Ionen-Technologie maßgeblich vorantreibt und auch das Batteriesystem von „Peak Energy“ auf chinesische Zellen zurückgreift, verfolgt Deutschland parallel dazu den Aufbau eigener industrieller Fertigungsgrundlagen für Natrium-Ionen-Batterien. Ziel ist es, die technologische Souveränität zu stärken und eine unabhängige Wertschöpfungskette für die Produktion und Entwicklung dieser Technologie im eigenen Land zu etablieren. Im Zentrum steht dabei die Drop-in-Strategie: Da Natrium-Ionen-Zellen dem Aufbau von Lithium-Ionen-Zellen ähneln, sollen sie sich langfristig auf bestehenden Produktionslinien fertigen lassen. Voraussetzung dafür ist indes der Aufbau einer europäischen Produktions- und Lieferketteninfrastruktur.
Forschung und Skalierung in Deutschland
Eine Schlüsselrolle beim Aufbau einer europäischen Produktionslandschaft übernimmt die Fraunhofer-Einrichtung Forschungsfertigung Batteriezelle FFB. Mit der bereits in Betrieb gegangenen „FFB PreFab“ und der im Bau befindlichen „FFB Fab“ entsteht in Münster eine Forschungs- und Entwicklungsumgebung, in der neue Batterietechnologien auf europäischer Anlagentechnik entwickelt, validiert und bis in den industriellen Maßstab skaliert werden können. Parallel dazu treibt die Fraunhofer FFB mit Partnern aus Industrie und Forschung die wissenschaftliche Entwicklung und Forschung voran.
Heimisches Projekt: „Na.Ion.NRW“
Das Verbundprojekt Na.Ion.NRW entwickelt großformatige Natrium-Ionen-Zellen im Pilotmaßstab. Beteiligt sind unter anderem die Fraunhofer FFB, das Batterieforschungszentrum MEET Münster und der Lehrstuhl PEM der RWTH Aachen sowie die Unternehmen Hoppecke, E-Lyte und PEM Motion. Das Konsortium baut Demonstratormodule aus kommerziellen und selbst entwickelten Zellen und untersucht die Drop-in-Tauglichkeit auf bestehender Lithium-Ionen-Anlagentechnik.
Heimisches Projekt: „Safe.SIB“
Demgegenüber konzentriert sich das Vorhaben Safe.SIB auf sichere, langlebige und skalierbare Natrium-Ionen-Batterien für stationäre Energiespeicher. Dazu werden nicht-brennbare Elektrolyte, großformatige Pouchzellen sowie umfassende Sicherheits- und Performance-Charakterisierungen entwickelt. Ein stationärer Demonstrator soll dabei die technologische Basis für robuste, kostengünstige Speicher legen.
Heimisches Projekt: „SIB:DE“
Mit SIB:DE wiederum verfügt Deutschland über eines der größten Natrium-Ionen-Konsortien Europas. In der Forschungsphase entwickeln 21 Partner Aktivmaterialien, Elektrolyte sowie Demonstratorzellen und nehmen technoökonomische Bewertungen zur Skalierbarkeit vor. Ziel ist es, skalierbare Materialsysteme zu identifizieren und die Grundlage für eine industrialisierbare Natrium-Ionen-Zellfertigung in Deutschland zu schaffen. Ab 2026 soll die zweite Phase mit 27 Partnern starten, zu denen etwa BMW, cylib, UniverCell, GROB, Hoppecke, Varta und Jungheinrich zählen. Im Fokus stehen neben der industriellen Produktion von Natrium-Ionen-Zellen auch Recycling-Potenziale und geschlossene Kreisläufe.
Studie zum Download
Eine FFB-Studie zum Benchmarking modernster Natrium-Ionen-Batteriezellen befasst sich mit der Frage, inwiefern Natrium-Ionen-Batterien in den direkten Wettbewerb mit Lithium-Ionen-Akkus treten können, und quantifiziert dazu die Energiedichte und den CO2-Fußabdruck von kommerziell genutzten Natrium-Ionen-Batteriezellchemien durch umfassende Modellierung.
