Festelektrolyt-Innovation: Rauschert treibt Natrium-Batterietechnologie voran

Im Rahmen des erfolgreichen Forschungsprojekts KeNaB-ART (Förderkennzeichen: 03XP0404B) hat Rauschert einen wichtigen Beitrag zur Entwicklung und industriellen Herstellung von keramischen Festelektrolyten für Natrium-Ionen-Batterien geleistet. Unter der Projektleitung von Dr. Rolf Wagner wurde ein innovatives Verfahren zur Produktion von ꞵ-Aluminiumoxid-Elektrolyten etabliert, welches die Grundlage für eine neue Generation von sicheren und ressourcenschonenden Energiespeicherlösungen bildet.

Technologische Innovation für nachhaltige Energiespeicherung

Natrium-Ionen-Batterien (SIB) gelten als vielversprechende Alternative zu herkömmlichen Lithium-Ionen-Batterien, insbesondere für stationäre Anwendungen wie Heimspeicher oder Microgrids in klimatisch anspruchsvollen Regionen. Das im Projekt KeNaB-ART entwickelte Zellkonzept besteht aus einer Flüssigmetall-Anode, einem keramischen Festelektrolyten und einer Natrium-Ionen-Kathode. Diese Technologie zeichnet sich durch ihre hohe Temperaturstabilität, Sicherheit und Ressourcenschonung aus, da weder Cobalt noch Lithium benötigt werden. 

Rauschert’s Beitrag: Schlüsselkomponente Festelektrolyt

Als Spezialist für technische Keramik übernahm Rauschert die Aufgabe der Entwicklung des keramischen Festelektrolyten auf Basis eines ꞵ-Aluminiumoxids. Dies umfasste sowohl die grundlegende Materialentwicklung als auch die Überführung in einen industriellen Sprühprozess. Zusätzlich wurde ein spezielles Verfahren zum Trockenpressen der entwickelten Massen etabliert.

Erfolgreiche Industrialisierung

Ein besonderer Erfolg des Projekts liegt in der Skalierbarkeit der Produktion. Es gelang, das Elektrolytpulver aus ꞵ-Aluminiumoxid in industriellen Anlagen mit der erforderlichen Qualität herzustellen. Auch die Fertigung der Elektrolyte mittels Trockenpressen wurde erfolgreich umgesetzt. Damit ist Rauschert nun in der Lage, ꞵ-Aluminiumoxid in industriellem Maßstab zu produzieren und zu liefern – eine wichtige Voraussetzung für die künftige Kommerzialisierung von Natrium-Festelektrolyt-Batterien.

Bedeutung für Energiespeichersysteme

Die entwickelte Technologie eignet sich besonders für stationäre Energiespeichersysteme mit einer Betriebstemperatur von über 100 °C. Durch den Verzicht auf aktive Kühlung auch bei Systemen über 500 kWh ergibt sich ein erhebliches Potenzial für kosteneffiziente und nachhaltige Energiespeicherlösungen.

Durch die Zusammenarbeit im Projektkonsortium mit IBU-tec advanced materials AG, Fraunhofer IKTS und EL-CELL GmbH wurde eine solide Grundlage geschaffen, um die Natrium-Festkörperbatterien hinsichtlich der Speicherkapazität, Zyklenstabilität und Lade- bzw. Entladeraten weiterzuentwickeln und so die Technologiereife zu erhöhen.