Lithium-Ionen-Batterien dominieren heute den Markt, doch steigende Kosten und unsichere Lieferketten können die Produktion belasten. Forscher setzen deshalb auf Natrium als Alternative – das ist nicht nur günstiger, sondern auch sicherer. Jetzt hilft ihnen dabei eine Künstliche Intelligenz (KI).
Mit KI: Forscher suchen perfekte Natrium-Batterie
An der Tokyo University of Science arbeitet ein Team um Professor Shinichi Komaba an einer neuen Methode: Mit KI-gestützter Datenanalyse sollen Batteriematerialien verbessert werden. Die ersten Ergebnisse können sich bereits sehen lassen.
Die Forscher sammelten über 100 Proben von Natrium-Ionen-Batterien und nutzen diese Daten, um per maschinellem Lernen die beste Zusammensetzung für leistungsstarke Natrium-Elektroden zu finden. Ziel ist es, die Kapazität und Lebensdauer der Batterien zu maximieren und gleichzeitig die Kosten niedrig zu halten – das wäre ein echter Durchbruch.
Die KI-Analyse der Datenbank führte zu einer idealen Zusammensetzung: „Na[Mn₀.36Ni₀.44Ti₀.15Fe₀.05]O₂“ zeigte in ersten Tests ein sehr starkes Potenzial für Energiedichte und Stabilität. Im besten Fall könnte dieses Material in Zukunft die Basis für nicht nur günstigere, sondern auch sicherere Akkus bilden.
Günstige Akkus für mobile Geräte und E-Fahrzeuge?
Mit Natrium-Akkus könnten Hersteller ihre Abhängigkeit vom teuren und begrenzten Lithium deutlich verringern. Vor allem für mobile Geräte und Elektrofahrzeuge, die einen hohen Bedarf an Batterien haben, wäre das eine kostengünstige Alternative, um den steigenden Bedarf zu decken.
Da Natrium im Gegensatz zu Lithium ein sehr häufig vorkommender Rohstoff ist, bietet eine verstärkte Nutzung ein enormes Potenzial, nicht nur die Preise für Batterien und andere Anwendungen zu senken, sondern auch die Versorgungssicherheit deutlich zu erhöhen. Natrium ist weltweit in großen Mengen verfügbar, seine Gewinnung ist oft weniger umweltbelastend als die Förderung von Lithium. Das könnte dazu beitragen, die Abhängigkeit von wenigen Produzenten und geopolitischen Risiken zu verringern, die derzeit bei Lithium und anderen kritischen Rohstoffen bestehen. Eine breitere Verfügbarkeit von Natrium könnte auch neue Märkte erschließen, in denen kostengünstigere Alternativen benötigt werden.
Mit ihrer Hilfe lassen sich aus riesigen Datenmengen die jeweils besten Materialkombinationen herausfiltern, so die beteiligten Forscher. Statt langwieriger Laborexperimente liefert die KI schnell präzise Ergebnisse. Die Zeit von der Materialentwicklung bis zur Marktreife könnte so deutlich verkürzt werden.
Mit KI zur Akku-Revolution?
Sollten sich Natrium-Akkus am Ende als marktreif erweisen, wären sie nicht nur eine Lösung für E-Fahrzeuge wie E-Bikes und E-Roller, sondern vielleicht auch für tragbare Geräte wie Smartphones, Tablets und Laptops. Im Idealfall könnten Batterien auf Natriumbasis aufgrund der niedrigeren Produktionskosten und der stabileren Versorgungslage einen echten Gewinn für die Gesellschaft darstellen.
Ob Natrium-Ionen-Batterien Lithium tatsächlich im großen Stil ersetzen können, bleibt jedoch abzuwarten. Die Technologie befindet sich noch in der Erprobungsphase und könnte trotz aller Fortschritte ihre eigenen Herausforderungen und Grenzen haben. Dennoch zeigt der Einsatz von maschinellem Lernen in der Materialforschung, dass kostengünstigere und sicherere Alternativen für die nächste Batteriegeneration möglich sind – auch wenn die Industrie für einen breiten Einsatz wohl noch etwas Geduld brauchen wird.
