Der Na-Ionen-Akku

Wissenschaftsgeschichte, Wissenschaftstheorie bzw. -philosophie, Technik
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seeker
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Der Na-Ionen-Akku

Beitrag von seeker » 9. Aug 2021, 12:14

Der Na-Ionen-Akku ist da!

Natrium-Ionen-Batterie: CATL mixt Zell-Chemie und löst weltweites Problem
CATL bringt eine neue Natrium-Ionen-Batterie auf den Markt, die alles andere als revolutionär erscheint. Dennoch löst die Entwicklung ein weltweites Problem in der Elektromobilität.
https://www.ingenieur.de/technik/fachbe ... ll-chemie/

CATL will Natrium-Ionen-Batterie bis 2023 bringen
https://www.electrive.net/2021/07/29/ca ... 3-bringen/

Jetzt bekommt Lithium ernsthafte Konkurrenz
In Großbritannien und China fällt der Startschuss für die Serienherstellung einer Batterie, die preiswert herzustellen und absolut sicher ist. Sie ist zur Speicherung von Solarstrom, zur Netzregulierung und für die elektromobile Stromversorgung geeignet.
https://www.ingenieur.de/fachmedien/bwk ... onkurrenz/

CATL stellt erste Natrium-Ionen-Akkus für Autos vor
160 Wh pro Kilogramm. 80 Prozent Akkuladung in 15 Minuten. 90 Prozent Kapazität bei minus 20 Grad Celsius. CATL startet eine neue Ära der Akku-Technik.
Der größte chinesische Akkuhersteller CATL hat die erste Generation seiner Natrium-Ionen-Akkus offiziell vorgestellt. Die Akkuzellen der ersten Generation erreichen 160 Wh/kg (Wattstunden pro Kilogramm) und benutzen eine Kathode aus Preußisch Weiß, also vollständig mit Natrium versetztem Preußisch Blau. Es ist ein äußerst kostengünstiges und umweltfreundliches Material. Das Preis-Leistungs-Verhältnis stellt jede andere Technik in den Schatten.
Dabei zeichnete sich bereits im vergangenen Jahr ein Durchbruch bei Natrium-Ionen-Akkus ab. Vor CATL begann bereits die britische Firma Faradion mit der Produktion erster Akkus. Die Leistungsdaten sind ähnlich, aber CATL plant die Massenfertigung bereits für 2023.

Die Akkus von CATL erreichen die gleiche hohe Zyklenfestigkeit wie Lithium-Eisenphosphat-Akkus (LFP). Aber die Natrium-Zellen können durch ihre höhere Temperaturbeständigkeit noch dichter gepackt werden und benötigen weniger Kühlung. Dennoch können die Akkus bei Zimmertemperatur in 15 Minuten zu 80 Prozent aufgeladen werden und behalten auch bei Kälte von minus 20 Grad Celsius noch 90 Prozent ihrer Kapazität. Die zweite Generation der Akkus soll über 200 Wh/kg erreichen.

Die Kosten sollen in Massenproduktion umgerechnet zwischen 25 und 35 Euro pro Kilowattstunde betragen. Die Energiedichte liegt nur knapp unterhalb der rund doppelt so teuren Lithium-Eisenphosphat-Zellen (LFP) in aktuellen chinesischen Tesla-3-Autos, mit 170 Wh/kg. Vollständige Akkupacks dürften hingegen bei etwas größerem Volumen das gleiche Gewicht wie die Tesla-LFP-Akkus haben. Der Grund ist die geringere Dichte des Kathodenmaterials.
...
CATL übertreibt nicht damit, die Technik als den Start einer neuen Ära in der Akkuproduktion zu bezeichnen. Die Massenproduktion dieser Akkutechnologie ist ohne jede Einschränkung durch die Verfügbarkeit von Rohstoffen möglich, zu niedrigen Preisen, in praktisch beliebigen Mengen.
https://www.golem.de/news/akkutechnik-c ... 58529.html

Zum Vergleich: 1 kWh mit Li-Ionen-Akkus im Jahr 2021 kostet 97 Euro.
Die erste Generation wird zwar mit 160 Wh/kg noch eine etwas geringe Energiedichte als die heutigen Li-Zellen haben (etwa 180 Wh/kg), aber bei der zweiten Generation steht schon in Aussicht, dass das dann nicht mehr so sein wird: dann veranschlagte 200 Wh/kg sind ein Wort.
Bumm! Ich halte das fast für einen Paukenschlag, damit ist die Hälfte der Argumente gegen die E-Wirtschaft relativiert oder gar vom Tisch.

Und wir sind da ja auch beim Lithium noch lange nicht am Ende der Fahnenstange:

Konkurrenz für Lithium-Ionen-Akku
Forscher haben den nach eigenen Angaben bislang leistungsfähigsten Lithium-Akku ohne Nickel und Kobalt entwickelt. Mit einer Schwefel-Elektrode könne die Leistung der aktuellen Technologie deutlich übertreffen, schon erste Tests ergaben eine Verdreifachung gegenüber Lithium-Ionen-Akkus
https://www.heise.de/autos/artikel/Konk ... 30209.html

Technischer Fortschritt... der wird umso besser und schneller möglich, wenn man eine vielversprechende Technologie nicht schon in ihren Anfängen verunglimft und behindert und sie stattdessen fördert.
Grüße
seeker


Wissenschaft ... ist die Methode, kühne Hypothesen aufstellen und sie der schärfsten Kritik auszusetzen, um herauszufinden, wo wir uns geirrt haben.
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Re: Der Na-Ionen-Akku

Beitrag von seeker » 9. Aug 2021, 13:07

Und noch als Zusatz:
Europa hat Natrium-Ionen-Akkus aus Ignoranz verpasst

Aus europäischer Sicht ist der von Ignoranz geprägte Umgang mit Natrium-Ionen-Akkus trotz der rasanten Fortschritte in den vergangenen Jahren sehr ärgerlich. Ein Großteil der Experten hatte sie abgeschrieben als höchstens tauglich für stationäre Speicher und Autos mit kurzer Reichweite. Das Entwicklungspotenzial wurde trotz aller Fortschritte systematisch unterschätzt und die Entwicklung trotz achtbarer Demonstrationen kaum gefördert.

Vergleichbares Kathodenmaterial aus Preußisch Blau, wie es CATL verwendet, kann beispielsweise jederzeit in Schweden bei der Firma Altris bestellt werden. In Großbritannien hat Faradion ein Kathodenmaterial entwickelt, das der zweiten Generation der Akkus von CATL entspricht, nur in der Entwicklung der Anoden ist die Firma noch nicht ganz so weit.

In den USA wurde bereits 2015 von ARPA-E der Bau von Natrium-Ionen-Akkus mit Preußisch-Blau-Kathode und Kohlenstoffanode demonstriert. Sie überstanden mehrere Tausend Ladezyklen. Die Energiedichte erreichte aber nur 100 bis 130 Wh/kg, wegen mehr überschüssigen Materials durch das kleine Format der Zellen und der schlechteren Anoden, die auch nicht mit Natrium vorgeladen waren. Geld für die Weiterentwicklung gab es nicht.

Die Technik war auch in Europa längst da. Es wollte sie nur niemand haben.
https://www.golem.de/news/akkutechnik-c ... 529-4.html
Grüße
seeker


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Re: Der Na-Ionen-Akku

Beitrag von Frank » 9. Aug 2021, 15:23

seeker hat geschrieben:
9. Aug 2021, 12:14


Technischer Fortschritt... der wird umso besser und schneller möglich, wenn man eine vielversprechende Technologie nicht schon in ihren Anfängen verunglimft und behindert und sie stattdessen fördert.
Meinst du das ist mit E-Fuels anders? Das selbe Spiel. (Ich selbst werde in E-Fuels investieren) :wink:
Mit freundlichen Grüßen

Frank

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Re: Der Na-Ionen-Akku

Beitrag von seeker » 9. Aug 2021, 17:26

Frank hat geschrieben:
9. Aug 2021, 15:23
Meinst du das ist mit E-Fuels anders?
Nö. E-Fuels haben auch Potential und werden ihre Marktnische finden.
Man kann sie z.B. prima mit überschüssigem Windstrom herstellen. Der Wirkungsgrad bei der Herstellung ist zwar nicht berauschend, vielleicht etwa 30%, aber 30% sind besser als 0% (die Windräder werden derzeit bei Überproduktion abgeschaltet).

Aber das nur nebenbei, hier geht es um die Na-Zelle.
Grüße
seeker


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Re: Der Na-Ionen-Akku

Beitrag von Frank » 11. Aug 2021, 09:19

seeker hat geschrieben:
9. Aug 2021, 17:26
Frank hat geschrieben:
9. Aug 2021, 15:23
Meinst du das ist mit E-Fuels anders?
Nö. E-Fuels haben auch Potential und werden ihre Marktnische finden.
Man kann sie z.B. prima mit überschüssigem Windstrom herstellen. Der Wirkungsgrad bei der Herstellung ist zwar nicht berauschend, vielleicht etwa 30%, aber 30% sind besser als 0% (die Windräder werden derzeit bei Überproduktion abgeschaltet).

Aber das nur nebenbei, hier geht es um die Na-Zelle.
Nicht ganz denn der Heise Artikel handelt von von einer Schwefel Kathode :wink:
Mit freundlichen Grüßen

Frank

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