Das Natrium

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Lithium ist reichlich vorhanden, aber für die Verwendung in Batterien schwer zu extrahieren und zu reinigen. Im vergangenen Jahr erreichte der Preis für Lithiumcarbonat mit über 80.000 US-Dollar pro Tonne seinen Höchststand, seitdem ist er jedoch erheblich gesunken. Seltsamerweise verlieren Menschen, die kein Auge auf Öl- und Gasquellen in der Nähe von Häusern und Schulen werfen, angesichts der Schrecken des Lithiumabbaus den Verstand. Es sollte beachtet werden, dass in der Nähe von Häusern und Schulen kein Lithiumabbau stattfindet, aber gesunder Menschenverstand und Logik sind in der Masse der fossilen Brennstoffe nicht vorherrschend.

Natrium ist ebenfalls reichlich vorhanden, aber im Gegensatz zu Lithium leicht verfügbar. Beispielsweise liegt der Preis für Natriumcarbonat heute bei etwa 300 US-Dollar pro Tonne. Natrium – einer der Hauptbestandteile von Speisesalz – ähnelt chemisch Lithium, und aufgrund der explosionsartigen Preisexplosion für Lithiumcarbonat suchen viele Unternehmen nach Möglichkeiten, es als Ersatz für Lithium in den Batterien von Elektrofahrzeugen zu verwenden.

Trotz ihrer chemischen Ähnlichkeit weisen Natrium-Ionen-Batterien heute eine deutlich geringere Energiedichte auf als Lithiumbatterien. Das ist ein Nachteil, aber bedenken Sie, dass LFP-Batterien vor nicht allzu langer Zeit völlig unzureichende Energiespeicherkapazitäten aufwiesen. Doch die heutigen LFP-Batterien haben fast die gleiche Energiedichte wie noch vor wenigen Jahren Lithium-Ionen-Batterien. In der Batterieentwicklung geht es schnell voran. Die heute verfügbaren Natrium-Ionen-Batterien werden sich wahrscheinlich genauso schnell verbessern.

Andererseits sind Natriumbatterien viel weniger von niedrigen Temperaturen betroffen und scheinen in der Lage zu sein, mehr Lade-/Entladezyklen zu bewältigen als Lithium-Ionen-Batterien. Die neuesten Natriumbatterien erfordern keine knappen Materialien wie Kobalt und Nickel. Sowohl CATL als auch BYD geben an, dass sie im Begriff sind, Batteriepakete für Elektrofahrzeuge einzuführen, die eine Mischung aus Lithium-Ionen- und Natrium-Ionen-Zellen enthalten. Man geht davon aus, dass die Natriumzellen das Problem der Leistung bei niedrigen Temperaturen lösen und die Lithiumzellen den Bedarf an guter Leistung im täglichen Fahrbetrieb decken.

Laut CnEVPost gab CATL diese Woche auf der Shanghai Auto Show bekannt, dass seine Natrium-Ionen-Batterien in den Chery iCAR eingebaut werden, der Ende dieses Jahres auf den Markt kommen soll. BYD-Quellen sagen, dass die Natrium-Ionen-Batterie des Unternehmens ab der Seagull in der zweiten Jahreshälfte ebenfalls in Massenproduktion gehen wird. BYD stellte diese Woche die Seagull in Shanghai vor. Ausgestattet mit LFP-Batterien ist es in drei Versionen zu Vorverkaufspreisen von 11.450 $, 12.200 $ bzw. 14.000 $ erhältlich. Die neuen Modelle nutzen BYDs Blade-Batterien mit 30,08 kWh und 38,88 kWh Kapazität. Preise für Autos mit Natrium-Ionen-Batterien wurden noch nicht bekannt gegeben.

Die New York Times weist darauf hin, dass Natrium-Ionen-Batterien aufgrund ihrer geringeren Energiedichte mehr davon benötigen, um die Energiekapazität von Lithium-Ionen-Batterien zu erreichen. Das bedeutet, dass für eine bestimmte Energiemenge mehr Platz benötigt wird. Für den Einsatz in Fahrzeugen ist das ein Problem, für Batteriespeicher im Netzmaßstab jedoch kein Problem. Energieversorger, die von Lithium auf Natrium umsteigen, können einfach doppelt so viele große Batterien auf einem leeren Grundstück in der Nähe von Solarpaneelen oder Windkraftanlagen unterbringen, so die Times.

Das im vergangenen August vom Kongress verabschiedete Inflation Reduction Act sollte in erster Linie Chinas Dominanz bei der weltweiten Produktion von Lithium-Ionen-Batterien ausgleichen. Die New York Times sagt, dass eine Umstellung auf Natrium-Ionen-Batterien Chinas Kontrolle über die Batterieherstellung noch verstärken könnte.

Laut Benchmark Minerals, einem Beratungsunternehmen, befinden sich 16 der derzeit weltweit geplanten oder bereits im Bau befindlichen 20 Natriumbatteriefabriken in China. In zwei Jahren wird China über fast 95 Prozent der weltweiten Kapazität zur Herstellung von Natriumbatterien verfügen. Die Produktion von Lithiumbatterien wird zu diesem Zeitpunkt immer noch die Produktion von Natriumbatterien in den Schatten stellen, prognostiziert Benchmark, aber die Fortschritte bei Natrium beschleunigen sich.

Allerdings gibt es für China ein Problem bei der Herstellung von Natriumbatterien. Es kontrolliert einen Großteil der weltweiten Lithiumquellen, hat aber kaum Zugriff auf Soda, die als Quelle für das zur Herstellung von Batterien benötigte Natrium dient.

Auf die Vereinigten Staaten entfallen über 90 % der weltweit abbaubaren Sodareserven. Nach Angaben der New York Times gibt es unter der südwestlichen Wüste von Wyoming eine riesige Lagerstätte von Soda, die vor 50 Millionen Jahren entstanden ist. Seit Jahrhunderten wird es abgebaut, um den Bedarf der amerikanischen Glasindustrie zu decken.

Angesichts der geringen natürlichen Reserven an Soda und der Zurückhaltung, sich auf Importe aus den Vereinigten Staaten zu verlassen, produziert China stattdessen synthetisches Soda in mit Kohle betriebenen Chemiefabriken. Ja, das hast du richtig gelesen. China wird sein Natriumionengeschäft mit Kohle betreiben. Wir schwören, wir erfinden das nicht!

Als ob das nicht schon schlimm genug wäre, hat Chinas Industrie für synthetisches Soda eine Reihe gefährlicher Wasserverschmutzung vorzuweisen, zu der auch der Einsturz eines Alkalischlackenhaufens in Ost-Zentralchina im Jahr 2016 gehört, der Autos weggespült und einen großen Fluss verunreinigt hat. Die Umweltbehörde des Landes arbeitet daran, die Branche zu bereinigen.

Versorgungsunternehmen sind bekanntermaßen risikoscheu, wenn es um neue Technologien geht. Sie bevorzugen bewährte Lösungen, die sich bewährt haben. Die Times sagt, die Industrie wolle mehr über die Haltbarkeit von Natrium-Ionen-Batterien wissen, beispielsweise wie gut sie nach Jahren im Freien und nicht nur in Laboren funktionieren, sagte David Fishman, Berater für den Energiesektor bei der Beratungsfirma Lantau Group.

Aber Fishman und andere beobachten die Entwicklung von Natriumbatterien jetzt genau. Die Nachfrage nach Batterien wächst schnell und Lithium wird wahrscheinlich nicht auf Dauer das dominierende Material bleiben.

Natrium ist eine attraktive Alternative zu Lithium, da es nur 2 bis 3 % so viel kostet wie Lithium. Stellen Sie sich vor, was dieser Preisunterschied für den Preis neuer Elektrofahrzeuge bedeuten könnte! Außerdem ist es weitgehend immun gegen den Leistungsabfall, der Lithium-Ionen-Batterien heute zu schaffen macht. Aber die Natrium-Ionen-Technologie ist ungefähr dort, wo die Lithium-Ionen-Technologie vor einem Jahrzehnt war.

Das bedeutet nicht, dass es mit der Zeit nicht besser wird, aber es deutet darauf hin, dass in der Zwischenzeit eine Menge Dinge passieren können. Beispielsweise könnte der Preis für Lithium weiter sinken, wenn neue Quellen entdeckt werden und die Früchte der IRA zu greifen beginnen.

Die Tatsache, dass in den USA so viel Soda verfügbar ist, ist wahrscheinlich der Hauptgrund für die Entwicklung der Natriumionentechnologie. Wenn sich Amerika in Sachen Batterien von China abkoppeln will, könnte Natrium der richtige Weg sein. Doch wie die New York Times betont, findet derzeit praktisch die gesamte Grundlagenforschung zu Natrium-Ionen-Batterien in China statt.

Das muss sich ändern, wenn Amerika seinem neuesten Gegner einen Vorsprung verschaffen will, aber wird es das tun? Nach allem, was wir im CleanTechnica-Kommunikationszentrum hören, schenkt niemand außerhalb Chinas der Möglichkeit der Verwendung von Natrium-Ionen-Batterien für Fahrzeuge oder Energiespeicher große Aufmerksamkeit, obwohl das DOE einige Untersuchungen zu diesem Thema durchführt. In China arbeiten Dutzende staatlich finanzierte Labore an Natriumbatterien. In zehn Jahren könnte Amerika erneut Grund haben, seine Abhängigkeit von chinesischer Batterietechnologie zu beklagen und zu fragen: „Was ist passiert?“

Steve schreibt über die Schnittstelle zwischen Technologie und Nachhaltigkeit von seinem Zuhause in Florida oder wo auch immer die Macht ihn hinführen könnte. Er ist stolz darauf, „aufgewacht“ zu sein, und es ist ihm völlig egal, warum das Glas zerbrochen ist. Er glaubt leidenschaftlich an das, was Sokrates vor 3000 Jahren sagte: „Das Geheimnis des Wandels besteht darin, seine ganze Energie nicht auf den Kampf gegen das Alte, sondern auf den Aufbau des Neuen zu konzentrieren.“

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