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Natrium-Ionen-Batterien sind schon länger als Alternative zur Lithium-Ionen-Batterie bekannt. Doch nun hat ein Wissenschaftsteam der University of Surrey eine chemische Verbindung identifiziert, die Natrium-Batterien noch leistungsfähiger macht. Bislang ging die Forschung davon aus, dass Natrium-Vanadium-Oxid vor der Nutzung erhitzt werden muss, um das gebundene Wasser zu entfernen – im Glauben, dass Feuchtigkeit die elektrochemischen Eigenschaften verschlechtert. Die britischen Batterieforscher stellten nun das Gegenteil fest: Sie nutzten ein Material namens Natrium-Vanadahydrat (NVOH), das sein Wasser vollständig beibehält und genau dadurch eine deutlich höhere Leistung erreicht.
Der Grund dafür liegt in der Ionenbewegung innerhalb der Batterie. Natrium-Ionen wandern zwischen den Elektroden hin und her, beim Laden in die eine Richtung, beim Entladen zurück. Das im Material vorhandene Wasser erleichtert diesen Prozess sogar, indem es die Einlagerung und Mobilität der Natrium-Ionen verbessert. Das Ergebnis: Die hydratisierte Variante kann nahezu doppelt so viel Energie speichern wie herkömmliche Natrium-Zellen. Die Forschenden berichten zudem, dass das Material über mehr als 400 Lade- und Entladezyklen hinweg eine stabile Kapazität aufrechterhalten konnte – mit diesem Wert zählt es zu den bislang leistungsstärksten natriumbasierten Speichermaterialien.
Ein zusätzlicher Vorteil: Da keine thermische Trocknung erforderlich ist, reduziert sich der Energiebedarf im Produktionsprozess, was die Fertigung kostengünstiger und schneller macht.
Doppelfunktion: Energie speichern und Salzwasser entsalzen
Das Forschungsteam untersuchte außerdem, wie sich das Material in salzhaltigen Lösungen verhält, einem besonders anspruchsvollen Umfeld. Dabei zeigte sich Folgendes: Während die Batterie lädt, holt sie Natrium-Teilchen aus dem Salzwasser heraus und speichert sie. Parallel dazu extrahiert eine weitere Elektrode aus Graphit die Chlorid-Ionen. Dieser Vorgang entspricht einer elektrochemischen Entsalzung. Anders als bei klassischen Entsalzungsverfahren wird dabei jedoch keine zusätzliche Energie benötigt – die Ionenentfernung erfolgt automatisch während des Ladevorgangs der Batterie.
Damit erzielt die Technologie einen doppelten Nutzen: Sie kann elektrische Energie speichern und zugleich zur Aufbereitung von Salzwasser beitragen. Nach Angaben der Universität bringt dieser Durchbruch nicht nur Natrium-Ionen-Batterien näher an eine wirtschaftliche Massenfertigung, sondern schafft auch ein völlig neues Einsatzfeld – eine Kombination aus Energiespeicher und Wasseraufbereitungseinheit in einem System.
Forschungsergebnisse mit erheblichem Zukunftspotenzial
Wann die Technologie marktreif sein wird, lässt sich derzeit noch nicht abschätzen. Bisher hat die University of Surrey lediglich erste Laborversionen demonstriert. Für einen kommerziellen Einsatz müssten die Systeme zunächst auf größere Maßstäbe übertragen und über längere Zeiträume geprüft werden.
Trotzdem wird deutlich: Natrium-Ionen-Systeme können weit mehr leisten, als nur eine kostengünstigere Alternative zu Lithium-Batterien zu verkörpern. Die Kombination aus einfacher Produktion, gesteigerter Speicherkapazität und der zusätzlichen Fähigkeit zur Entsalzung könnte langfristig neue Einsatzfelder eröffnen – vor allem in Regionen, in denen sowohl Energieversorgung als auch Wasseraufbereitung große Herausforderungen darstellen.
Quellen: wattmoves.de, Christian Schindler, 22.10.2025
futurezone.at, 21.10.2025
Bild: University of Surrey