Natrium-Ionen Batterien für die Energiewende ?

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  • Natrium-Ionen Batterien haben viele Vorteile gegenüber Batterien auf Lithium-Basis und auch gegenüber Redox-Flow-Systemen.

    Diese werden ein wesentliches Element in der Energiewende sein, im Sektor elektrische Energie,

    AKW aller Arten und grosse Pumpspeicherkraftwerke stellen sich als Fehlinvestitionen heraus.


    Die Massenfertigung in GIGA-Fabriken steht in den USA an :

    Weltweit erste Massenfertigung von Natrium-Ionen-Akkus
    (Bild: Natron Energy) Der Natrium-Ionen-Akku-Hersteller Natron Energy und Clarios, Hersteller von Niederspannungs-Batterietechnologien für die Mobilität,…
    www.elektronikpraxis.de

    Bedauerlicherweise ist die VR China auch auf diesem Gebiet schon viel weiter.
    Die werden die ersten TERA-Fabriken haben, mit sehr tiefen Preisen, wegen Skaleneffekten und dem viel billigerem Rohstoff.

    Natrium-Ionen-Batterie von CATL (2023): So gut ist die Billig-Batterie ohne Lithium
    Der chinesische Batterie-Spezialist CATL, mit dem Hersteller wie BMW und Mercedes zusammenarbeiten, hat für 2023 eine neue Zellchemie angekündigt, die nicht…
    www.auto-motor-und-sport.de

  • Warum interessiert die Frage keinen ?


    Möglicherweise, weil auch dieser technische Fortschritt zu spät kommt.

    Ausserdem gibt es keine bekannte Lösung dafür, dass schnellstmöglich riesige Mengen an CO2 aus der Luft und dem Meerwasser entfernt werden müssen, auf den Stand vor vielen Jahrzehnten. Die Lösung muss aber so wirtschaftlich sein, dass die Wirtschaft nicht zusammenbricht.

  • Salzwasserbatterien sind sehr interessant! In der CH gibt es einen Unternehmer (in Meiningen), der sie auf den Markt bringen will. Warum das sooo viele Jahre dauert, weiss ich nicht, bin nicht Ingenieur. Noch sind diese Batterien sehr teuer. Das mag der Grund sein, warum sie noch kaum eingesetzt werden. Es wirkt, als wären sie noch im Experimenalstadium.

  • Sowas_auch

    Was das Unternehmen in Meiningen machen, weiss ich nicht.
    Natrium-Ionen-Batterien sind keine Salzwasserbatterien, sondern gleichen Lithium-Batterien.

    Da die Natrium-Atom deutlich grösser sind als Lithium-Atome ist die Struktur stabiler und es werden keine Metallatome (Kobalt usw.) zur Stabilisierung gebraucht. Nachteil ist die Energiedichte (in Volumen und Gewicht) ist wegen der Grösse der Atome geringer.

    Für stationäre Speicherung aber sehr geeignet und die derzeit mit grossem Abstand die billigste Variante elektrische Energie zu speichern,

    wenn die Produktion in hochautomatisierter Massenfertigung erfolgt. Der Rohstoff Natrium kostet im Vergleich zu Lithium + die anderen Metallen" sehr viel weniger und jedes Land hat Zugang zu dem billigen NaCl-Salz. Eine Kleiserienfertigung, wie wohl Meiningen, hat dagegen nicht den Hauch einer Chance.

    Hätten sie meine Links gelesen oder selbst recherchiert würden sie nicht behaupten, dass Natrium-Ionen Batterien noch im Experimentalstadium sind.

    Diese sind im Stadium der Massenfertigung.

    Die GIGA-Fabriken für Lithium-Batterien,können zu relativ niedrigen Kosten auf Natrium umgerüstet werden.

  • oytenkratos


    natrium ionen sind halt schon um einiges grösser als lithium ionen. früher mussten die akkus immer kleinerer und leistungsfähiger werden. und jetzt halt umweltfreundlicher. relevant ist sicher dass man mit verschiedenen materialien unterschiedliche bedürfnisse abdecken kann, je nach anwendung.

  • oytenkratos


    DamienS sieht das wohl schon richtig.

    In bestimmten Bereichen werden die Li- Akkus den Markt weiterhin beherrschen. In anderen Bereichen werden aber die Na- Akkus den Markt übernehmen.

    Na- Akkus sind weitaus kostengünstiger. Und die Massenproduktion läuft an.

    (Hier hat sich Sowas_auch wirklich geirrt).

    Und ich teile die Prognose, dass die Na-Ionen-Akkus die Redox Flow ablösen werden.

    ( Bei den Redox Flow- Speichern sei das Ende der Fahnenstange noch nicht erreicht ...sagen einige Entwickler).

  • rodizia


    Die Lithium-Gewinnung und weiterer nötiger Metalle in für Lithium-Akkus ist eine einzige Katastrophe für die Menschen in den Abauregionen.

    Na-Akkus haben eine viel längere Haltbarkeit und höhere Leistung bei Lade/Entlade-Zyklen). Überraschenderweise ist der Wirkungsgrad bei NA-Akkus auch besser.


    Der viel geringere Preis und die allgemeine Verfügbarkeit von Natrium werden die Bereiche in denen es ohne Lithium nicht geht, stark reduzieren.


    Auch in der Mobilität wird es zu Na-Akkus kommen. Im Alltag genügt die kleinere Na-Akku-Kapazität auch.

    Und für Fernfahrten gibt es Wechselakkus oder Anhänger mit einer höheren Kapazität.

    Ein Na-Akku in Smartphones wird etwas schwerer sein, aber dafür hält der viel länger.


    JA, bei Redox-Flow gibt es auch Fortschritte. Ich verfolge das genau. Aber die Membran zwischen den Elektrolyten bleibt das Problem. Zu teuer auch in Massenproduktion. Ausserdem ist die Lebensdauer der Membran noch gering. Die absehbare Energiedichte ist höchsten halb so hoch, wie bei Na-Akkus.


    Nur für stationäre Anlagen geeignet, mit relativ wenig Leistung und einer hohen Speicherkapazität, möglicherweise für saisonale Schwankungen.

    Bei einer Fallhöhe von 1000 m und einem Wirkungsgrad von 90% , bringt ein Liter/Kg Wasser (1000*9.81*.9) 8829 Joule oder 2.45 Wh

    Je nach Elektrolyt bringt es Redox-Flow auf 40-80 Wh pro Liter, das ist das 16-32 fache oder entspricht Fallhöhen von 16000 bis 32000 Metern.


    Für die heutigen grossen Speicherseen, ist ein starker und langer Netzanschluss mit grossen Masten nötig. wegen der grossen Entfernung zum Verbraucher ist der Wirkungsgrad noch etwas schlechter. Sind die Speicher Na-Akkus unter Neubauten von Häusern, Parkplätzen oder Strassen auf bisher bebauten Flächen gleich in der Nähe der Verbraucher.


    Wie schon immer gesagt und geschrieben, technisch alles lösbar und möglich für die Energiewende, aber von den Mächtigen aus dem Lager der AKW und/oder Fossilen Energieträgern nicht gewollt.


    Die Abnahme des basischen Wertes in den Weltmeeren zeigt, dass das CO2 auf natürlichem Weg zu langsam entfernt wird.

    Die Rücklösung von CO2 aus dem Meer in die Luft mit einem geringeren CO2-Gehalt läuft auch zu langsam.

    Kippen die Welt-Meere ökologisch um und der Kipp-Punkt ist nahe, auch wegen der Erwärmung des Meerwassers, dann hilft auch beten nicht mehr.

  • Die Abnahme des basischen Wertes in den Weltmeeren zeigt, dass das CO2 auf natürlichem Weg zu langsam entfernt wird.

    Die Rücklösung von CO2 aus dem Meer in die Luft mit einem geringeren CO2-Gehalt läuft auch zu langsam.

    Kippen die Welt-Meere ökologisch um und der Kipp-Punkt ist nahe, auch wegen der Erwärmung des Meerwassers, dann hilft auch beten nicht mehr.


    oytenkratos


    Sie schreiben hier gerade das worst-case - Szenario.


    Leider ist schon wieder mehr wahr daran, als es mir lieb sein kann.

    Das Weltmeer könnte sich zwar noch selbst regenerieren, aber wirklich nur unter der Voraussetzung dass der CO2- Gehalt der Luft innert kurzer Zeit wieder auf das vorindustrielle Niveaugesenkt werden kann.

    Danach sieht es in den nächsten Jahrzehnten nicht aus.

  • rodizia  Sowas_auch  insich+


    Es wird sehr viel an den Kalkalgen-Zucht geforscht. Wenn das zur Serienreife ausgebaut wird. ist es wie beim tapferen Schneiderlein

    "Sieben auf einen Streich".


    Der Ertrag an Ölen ist da 20-30 mal höher pro Flächeneinheit, als bei Landpflanzen, weil das CO2 schon in wässriger Losung ist.

    Pflanzen brauchen einen sehr hohen Energieanteil aus der Photosynthese, um mühsam CO2 aus der Luft zu holen.

    Daran scheitert auch die Reduzierung von CO2 aus der Luft durch die Menschheit, wegen des extrem hohem Energieverbrauchs dazu.

    Die Kalkalgen werden mit mir geringem Energieaufwand durch "Ultraschall" in wässriger Lösung geknackt.

    Das leichtere Öl schwimmt ohne weiteren Aufwand nach oben und wird dort abgeschöpft.

    Der Kalkpartikel mit dem gebundenen Kohlenstoff setzen sich ohne Energieaufwand am Boden ab und ist ein brauchbarer Rohstoff.


    Aus dem Algenöl sind alle nötigen Kohlenwasserstoffe zu synthetisieren/raffinieren, Diesel, Benzin, Methan, Vorprodukte für Kunststoffe, ...

    Mit Kohlenstoff angereicherte Kunststoffe sind gegen UV-Strahlung resistent , daraus lassen sich die Träger der Bioreaktoren bauen.

    Die durchsichtigen Schläuche in denen die Kalkalgen wachsen, werden auch aus dem Algen-Öl produziert.


    Wenn im Meerwasser wieder weniger CO2 gelöst ist, können Wind und Wellen wieder mehr CO2 aus der Luft im Meerwasser lösen.

    Fast alle Nationen am Meer können das so machen. Heute produzieren nur 10 Nationen 90% der Fossilem Energieträger.


    Mit den Kunstoffen in denen der Kohlenstoff des CO2 gebunden ist lassen sich z.B. Strukturen auf dem Meer bauen für PV oder schwimmende Häuser, die nicht mehr immobil sind, sondern zu immer neuen Strukturen zusammengestellt werden können. (niederl. Idee)


    Flüssige Kohlenwasserstoffe sind wie bisher mit ihrer hohen Energiedichte als Speichermedium bestens geeignet.


    Last but not least gibt es auch Algen aus denen Nahrung und Futtermittel produziert werden können.

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    Raten Sie mal warum das nicht schnell vorangeht zur Algen-Grossproduktion weltweit ?


    Ein Stichwort ist Patente. Zuerst muss aufgerüstet werden. Die kurzfristigen Renditen aus anderen Investitionen sind viel höher.

    Die Algen sind durchaus schon rentabel, aber eben zu wenig.

    Werden die Kollateralschäden aus den Fossilen Energieträgern eingerechnet, ist Algenöl gesamtgesellschaftlich deutlich rentabler.

    Aber das wäre ja Sozialismus, weil frz. social mit gesellschaftlich zu übersetzen ist.

    Die Schattenseiten des Libertären Kapitalismus, wo viel Licht ist, ist auch viel Schatten.


    Auch das habe ich bereits hier im BeobachterForum mit Transmitter so besprochen.

    OK, die Schweiz ist keine Meeresanrainer-Nation, deshalb interessiert das hier viel zu wenige.

  • Das Weltmeer könnte sich zwar noch selbst regenerieren, aber wirklich nur unter der Voraussetzung dass der CO2- Gehalt der Luft innert kurzer Zeit wieder auf das vorindustrielle Niveaugesenkt werden kann.

    Danach sieht es in den nächsten Jahrzehnten nicht aus.

    Da ist was Wahres dran, Rodizia. Ist zwar etwas älter, aber ich denke, dass es immer noch Gültigkeit hat:


    Auch wenn der CO2 Ausstoss deutlich gesenkt wird, CO2 -Emissionen verändern die Zusammensetzung der Atmosphäre und das Klima über sehr lange Zeiträume. CO2 aus der Verbrennung von fossilen Energieträgern wird praktisch nicht abgebaut, sondern im Klimasystem akkumuliert und zwischen Atmosphäre, Ozean und Biosphäre verteilt. Mehrere hundert Jahre nach der Freisetzung einer bestimmten Menge von CO2 befindet sich immer noch ein Viertel davon in der Atmosphäre. (Quelle: Das Klima ändert)


    Weiter steht, dass Modelle des Kohlenstoffkreislaufes zeigen, dass die Stabilisierung der atmosphärischen CO2 -Konzentration eine Reduktion der globalen CO2 -Emissionen unter die Emissionen von 1990 erfordert. Da wartet noch einiges auf uns.

  • Die zukünftigen Speicher für erneuerbare Energie aus Wind und Sonne entspringen keiner "Bieridee" ;) :



    C-O-R-A

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  • C-O-R-A


    Die "Bieridee" Energie chemisch zu speichern ist keineswegs neu.

    Dabei spielen Metalle durchaus eine grosse Rolle. Dass Eisenpulver als Brennstoff verwendet werden kann, ist schon lange bekannt.

    Am PSI wurde Eisen auch als Kandidat für die chemische Speicherung von Solarenergie in Betracht gezogen.

    Für das Verfahren, welches am PSI getestet wurde, hatte sich aber Zink durchgesetzt.


    PS: Meine Sprachkenntnisse in Holländisch sind etwas "eingerostet"... :)