Mein Thema des Monats – Natriumionenbatterien (NIB)

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Lithiumionenbatterien (LIB) kennt heute quasi jedes Kind. Viele moderne Technologien, von denen wir heute so abhängig werden – Smartphones, Notebooks,… – wären ohne diese Batterien undenkbar. Auch in Sachen Elektromobilität stehen LIB im Fokus– auch wenn ich persönlich diese Entwicklung für eine Fehlentwicklung halte, aber das ist ein anderes Thema.

Lithium weist unter den Metallen die geringste Dichte unter Standardbedingungen auf, ist also sehr leicht. Seine Ionen sind zudem klein und es hat ein extrem negativ liegendes Redoxpotential, oder anders gesagt, es ist äußerst unedel. Letzteres ermöglicht hohe Zellspannungen von annähernd 3 V (vgl. Nickel-Akkumulatoren mit 1,2 bis 1,5 V Spannung). Erstes führt zu hohen Energiedichten, d. h. viel Energie pro Gewichtseinheit (Li-Ionen: 120-210 Wh/kg, Ni-Akkus: 40-110 Wh/kg). Diese Eigenschaften ermöglichten erst die kleinen und langlebigen Akkus für Smartphones und Notebooks. Leider führt das unedle Verhalten auch zu einigen Problemen, denn Lithium ist äußert reaktiv, wie einige spektakuläre Brände von Elektroautos eines amerikanischen Herstellers demonstrieren. Außerdem kommt es nicht in unendlich großen Mengen vor (es ist seltener als z. B. Kupfer, aber häufiger als z. B. Blei) und seine Herstellung ist eher teurer.

Natriumionenbatterien

Sollte sich die Fehlentwicklung zur Elektromobilität wie von uneinsichtigen Weltverbesserern gefordert entwickeln, könnte es zu Engpässen in der Versorgung mit Lithium kommen. Häufiger vorkommende und preiswertere Metalle wären also attraktiv. Ein Metall, das als Ersatz diskutiert wird, ist Natrium. Dieses Metall ist chemisch gesehen dem Lithium recht ähnlich, allerdings sind seine Ionen etwas größer, was Probleme im Zusammenhang mit Volumenveränderungen der Batteriekomponenten erhöht. Außerdem ist es natürlich auch schwerer, was sich negativ auf die Energiedichte auswirkt. Andererseits kommt es deutlich häufiger vor als Lithium (z. B. in Form von Kochsalz) und ist daher preiswerter zu haben.

Ein Übersichtsartikel in der Angewandten Chemie befasst sich nun mit den chemisch/physikalisch/technischen Auswirkungen eines Ersatzes von Lithium durch Natrium. Dabei zeigte sich, dass die Batteriechemie häufig komplexer wird und manche für Lithiumionenbatterien gut gelösten Probleme neuer Lösungen bedürfen, Natriumionenbatterien jedoch nicht per se schlechtere Leistungen bieten. Sie werden wohl keine Lösungen für die Fahrzeugtechnik bieten, jedoch womöglich für eine stationäre Energiespeicherung, z. B. im Zusammenhang mit Photovoltaik- oder Windkraftanlagen, bei denen das Gewicht der Batterie keine Rolle spielt. Aber auch wenn die Forschung zu NIB in den vergangenen Jahren große Fortschritte erzielt hat, steht sie eher noch am Anfang und eine technische Realisierung wird noch Zeit brauchen.

Der besagte Artikel, dessen Übersetzung ins Deutsche übrigens von mir stammt, findet sich unter:

Deutsch: http://onlinelibrary.wiley.com/doi/10.1002/ange.201703772/abstract

Englisch: http://onlinelibrary.wiley.com/doi/10.1002/anie.201703772/abstract

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Jahresplanung zum 1.

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Das Jahr ist noch jung. Aber schon sind erste Fortbildungen geplant. Und zwar sowohl für die fachliche, sprich chemische wie auch die arbeitstechnische Seite.

Im Februar veranstaltet der Verband Aticom ein Seminar zum Post-Editing. Zugegebenermaßen ist das nicht ein Lieblingsthema. Für Nichteingeweihte: Post-Editing bedeutet, eine Maschinenübersetzung „lesbar“ zu machen bzw. zu korrigieren. Das erfordert ganz andere Vorgehensweise als ein Lektorat – offensichtlich. Nach dem Seminar werde ich mehr wissen. Vielleicht ist die ein oder andere Vorgehensweise ja auch für das Korrekturlesen meiner Übersetzungen interessant. Allerdings macht mir die bloße Korrektur fremder Übersetzungen eigentlich keinen Spaß. Ein Pluspunkt meiner Übersetzertätigkeit ist der kreative Umgang mit Sprache, der selbst bei Patenten noch stattfindet. Ich mag eigentlich nicht der Dienstbote für irgendwelche Maschinen werden. Aber der Markt ändert sich schnell. Maschinelle Übersetzungen werden so schnell besser, dass mir ganz mulmig wird. Sicher, vieles funktioniert immer noch nicht gut. Aber diese Übersetzungen sind bereits besser, als ich es zu diesem Zeitpunkt erwartet hätte. So muss vielleicht in nicht allzu ferner Zukunft ein weiteres Standbein her. So oder so ist es nicht verkehrt, sich mit dieser Möglichkeit zu befassen. Wir wissen alle: Wer zu spät kommt, den bestraft das Leben.

Und in der Chemie?

Im März steht dann wie jedes Jahr eine informelle Chemikertagung im Bereich Festkörper- und Materialchemie statt. Dabei gibt es kurze, knackige Vorträge – so etwa 5 bis 7 pro 90 min – mit intensiven Diskussionen und alles ganz brandaktuelle Forschung. Es ist schon faszinierend, was sich seit den Tagen meiner Doktorarbeit so alles getan hat und tut.

 

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