Nachhaltige Innovation am Batteriesektor: Aktivmaterialien für Natrium-basierte Energiespeicher, gewonnen aus Apfelabfällen. Gewährleistet sind mehr als 1.000 Lade- und Entladezyklen mit hoher Stabilität und Kapazität.

Apfelmus, Apfelkuchen, Apfelstrudel – Äpfel bilden die Grundlage für köstliche Gerichte. Aber nicht nur das. Äpfel können auch für die Erzeugung elektrischer Energie genutzt werden.

Jüngst hat das Helmholtz-Institut Ulm (HIU) des Karlsruher Instituts für Technologie (KIT) einen Weg gefunden, aus den organischen Resten von Äpfeln Aktivmaterialien für Natrium-basierte Energiespeichersysteme zu gewinnen. Sie bilden dabei die negative Elektrode. »Der amorphe Kohlenstoff wird in der Wissenschaft auch als Hard-Carbon bezeichnet. Er besitzt eine sehr ungeordnete Struktur, welche für die guten Leistungseigenschaften in Natrium-Ionen-Batterien verantwortlich ist«, erklärt Wissenschafter Daniel Buchholz.

Für die positive Elektrode wurde ein Material entwickelt, das aus verschiedenen Schichten von Natriumoxiden besteht. Es ist frei von dem teuren und umweltschädlichen Element Kobalt, das noch immer einen wichtigen Bestandteil in Aktivmaterialien kommerzieller Lithium-Ionen-Batterien darstellt. Im Labor hat das aus Apfelabfällen entwickelte Material über 1.000 Zyklen mit sehr guten Leis­tungsdaten hinsichtlich Effizienz, Zyklenstabilität, Kapazität sowie Spannung erzielt. Als interessante Anwendungsfelder nennt Buchholz stationäre Energiespeicher.

Nachhaltig und günstig

Diese Entdeckung stellt laut HIU einen wichtigen Schritt zur nachhaltigen Nutzung und Verwertung von Ressourcen wie zum Beispiel biologischer Abfälle dar. Es sei zudem ein wichtiger Schritt hin zur Entwicklung kostengünstiger und umweltfreundlicher Natrium-Ionen-Batterien, die als vielversprechende Technologie für stationäre Energiespeicher gelten und die eine zentrale Rolle in der Energiewende einnehmen können.
»Natrium-Ionen-Batterien zeigen bereits eine gute Leistungsfähigkeit. Es ist allerdings noch weitere Forschung und Entwicklung notwendig, um Natrium-Ionen-Batterien weiter zu verbessern und in der Anwendung zu testen«, betont Buchholz gegenüber dem Energie Report.