BMBF-Projekt zur schnellen industriellen Umsetzung der Natrium-Ionen- Technologie gestartet

fTeilen

Das vom Bundesministerium für Bildung und Forschung (BMBF) geförderte
Projekt »Sodium-Ion-Battery Deutschland-Forschung – SIB:DE FORSCHUNG«
zielt darauf ab, die Eignung der Natrium-Ionen-Batterietechnologie (NIB,
engl. SIB) für die europäische Energie- und Mobilitätswende zu evaluieren
und eine zügige industrielle Umsetzung zu erreichen

. Hierzu bündeln 21
nationale Partner aus Wissenschaft und Wirtschaft ihre Expertise von der
Batteriematerialentwicklung bis zur Fertigung großformatiger Zellen, um
einen schnellen Transfer von Forschungsergebnissen in die praktische
Anwendung zu ermöglichen.

Batteriezellen sind ein unverzichtbarer Bestandteil der von der
Europäischen Union bis 2030 beschlossenen Mobilitätswende. Sie spielen
zudem eine entscheidende Rolle bei der Integration großer Mengen
erneuerbaren Stroms ins Netz und sind unerlässlich für eine
unterbrechungsfreie Stromversorgung beim Aufbau von 5G-
Telekommunikationsstationen. Derzeit sind Lithium-Ionen-Batterien die am
häufigsten verwendeten Energiespeicher. Die Rohstoffabhängigkeit und
-knappheit stellt jedoch eine erhebliche Herausforderung für den Lithium-
Ionen-Batteriemarkt dar. Sowohl für mobile als auch für stationäre
Energiespeicher werden daher dringend vergleichbare Alternativen gesucht.
Natrium gilt als ein besonders unkritischer Rohstoff, ist gut verfügbar,
preiswert und wird als sehr sicher eingestuft. Natrium-Ionen-Batterien
können somit eine Schlüsselrolle spielen, um eine stabile und nachhaltige
europäische Energieversorgung sicherzustellen.

Langzeitstabilität und hohe Energiedichte als Entwicklungsziel

Beim Einsatz alternativer Rohstoffe ist es wichtig, sowohl die
Langzeitstabilität als auch die praktische Nutzung der theoretischen
Energiedichten der Materialien und Zellen der Natrium-Ionen-Technologie im
Vergleich zu herkömmlichen Entwicklungen zu optimieren, um die
erforderliche Leistungsfähigkeit zu gewährleisten. Trotz ähnlicher
elektrischer Eigenschaften können Lithium und Natrium nicht einfach
ausgetauscht werden. Chemische Unterschiede zwischen diesen Elementen
führen aktuell zu technischen Herausforderungen, die eine schnellere
Alterung der Natrium-Batterien zur Folge haben und deren Leistung
beeinträchtigen.

Das »SIB:DE FORSCHUNG«-Projekt hat daher insbesondere zum Ziel, SIB-
Aktivmaterialien zu identifizieren, die skalierbar hergestellt werden
können und eine wettbewerbsfähige Zell-Performance bieten. Zudem ist die
Entwicklung von SIB-Zelldemonstratoren und die Evaluierung der Drop-in-
Fähigkeit der Technologie, die eine Integration in bestehende
Produktionsprozesse der Lithium-Ionen-Technologie ermöglicht, von
besonderer Bedeutung. Dadurch wird der Übergang zu neuen Technologien
erleichtert und die Produktionskosten sowie die Entwicklungszeit können
reduziert werden. Um die Ergebnisse zu evaluieren, wird eine
Bewertungsmatrix erstellt, die technologische, wirtschaftliche und
ökologische Faktoren für verschiedene Materialsysteme und Prozesse
berücksichtigt.

Mehr Wertschöpfung durch starke Partner

Das Projektkonsortium des »SIB:DE FORSCHUNG«-Vorhabens besteht aus sieben
Industriepartnern und 14 akademischen Partnern, sowie einem erweiterten
Kreis von derzeit 42 assoziierten Partnern aus Wissenschaft und
Wirtschaft. Es ist somit das größte Konsortium innerhalb Deutschlands zu
diesem Thema. Die Koordination des Gesamtprojekts übernimmt die BASF. Nur
durch diese enge Verzahnung der Kompetenzen aus Wissenschaft und Industrie
kann ein schneller Transfer der Forschungsergebnisse in die industrielle
Skalierung gelingen und eine Marktdurchdringung der Natrium-Ionen-
Technologie ermöglicht werden.

Während die akademischen Partner an den materialwissenschaftlichen und
zelltechnischen Themen arbeiten, konzentrieren sich die Industriepartner
auf die Skalierung der Materialien und der industrienahen Zellformate. Am
Ende der Projektlaufzeit ergeben die Arbeiten eine Empfehlung zur
Umsetzbarkeit eines industrialisierbaren Prozesses. Diese Ergebnisse
fungieren anschließend als direkte Schnittstelle zu den Produktionsthemen
und Industrieformaten, die im geplanten Folgeprojekt zur
Produktionsforschung »SIB:DE ENTWICKLUNG« angestrebt werden. Das
übergeordnete Ziel des Gesamtvorhabens ist der Aufbau eines umfassenden
Ökosystems für die Produktion von Natrium-Ionen-Batterien.

Mit ihren Arbeiten stellt die gesamte »SIB:DE-Initiative« einen
bedeutenden Schritt in Richtung einer nachhaltigen und unabhängigen
Batterieentwicklung in Europa dar und trägt dazu bei, die
Herausforderungen der Elektromobilität und erneuerbaren Energien zu
bewältigen.

Förderung
Bundesministerium für Bildung und Forschung (BMBF)
Laufzeit: 1.2025-12.2027
Projektträger: Projektträger Jülich (PtJ)
Förderkennzeichen: 03XP0627C
Fördersumme: ~14 Mio. Euro


Projektpartner

•       BASF SE (Koordinator)
•       E-Lyte Innovations GmbH
•       Evonik Operations GmbH
•       Forschungszentrum Jülich/Institute of Energy Materials and Devices
(IMD-4, Helmholtz-Institut Münster)
•       Fraunhofer-Einrichtung Forschungsfertigung Batteriezelle FFB
•       Fraunhofer-Institut für Fertigungstechnik und Angewandte
Materialforschung IFAM
•       Fraunhofer-Institut für Gießerei-, Composite- und
Verarbeitungstechnik IGCV
•       Humboldt-Universität zu Berlin
•       KIT/Helmholtz-Institut Ulm (AK Bresser)
•       KIT/Helmholtz-Institut Ulm (AK Fichtner)
•       Karlsruher Institut für Technologie (KIT) – Institut für
Angewandte Materialien – IAM
•       Karlsruher Institut für Technologie (KIT) – Institut für
Nanotechnologie – BELLA
•       Litona GmbH
•       Rain Carbon Germany GmbH
•       RWTH Aachen – Institut für Stromrichtertechnik und elektrische
Antriebe (ISEA)
•       Schunk Kohlenstofftechnik GmbH
•       Technical University of Munich
•       Universität Bayreuth
•       Universität Münster (MEET Batterieforschungszentrum, IfBM)
•       VARTA Microbattery GmbH
•       Zentrum für Sonnenenergie- und Wasserstoff-Forschung (ZSW)