Akkus sind überall, aber ihre Schwächen spürst du genauso oft wie ihre Stärken. Besonders bitter wird es, wenn neue Batterietypen schon beim ersten Laden einen Großteil ihrer Energie verlieren. Genau dieses Problem haben Forschende jetzt überraschend elegant gelöst und damit einer lange unterschätzten Akku-Technologie neues Leben eingehaucht.
Warum Natrium-Batterien bisher ausgebremst wurden
Natrium-Batterien klingen auf dem Papier fast zu gut: günstig, reichlich verfügbar und deutlich weniger abhängig von kritischen Rohstoffen als Lithium. In der Praxis hatten sie aber einen entscheidenden Haken. Beim ersten Ladezyklus ging ein Großteil ihrer Speicherkapazität verloren. Der Grund liegt im Aufbau der Anode. Natrium lässt sich nicht in dichtem Graphit speichern, also nutzt man poröse, sogenannte harte Kohlenstoffe. Die sind zwar aufnahmefähig wie ein Schwamm, reagieren aber stark mit dem Elektrolyten. Beim ersten Laden bildet sich eine Schutzschicht, die zwar nötig ist, aber gleichzeitig Natrium-Ionen bindet. Das Ergebnis: eine Anfangseffizienz von oft nur rund 18 Prozent. Zum Vergleich: Lithium-Ionen-Akkus liegen jenseits der 90 Prozent. Kein Wunder also, dass Natrium lange als Laborlösung abgestempelt wurde.
Der clevere Trick aus Berlin
Forschende der Bundesanstalt für Materialforschung und -prüfung haben das Problem nicht mit einem neuen Wundermaterial gelöst, sondern mit einem Strukturwechsel. Ihr Ansatz setzt auf ein sogenanntes Kern-Schale-Design. Der poröse Kohlenstoff bleibt als Speicher erhalten, wird aber von einer hauchdünnen Schutzschicht ummantelt. Diese Schale funktioniert wie ein Türsteher: Natrium-Ionen dürfen passieren, störende Elektrolyt-Moleküle bleiben draußen. Das Entscheidende dabei: Speicherfunktion und Schutzfunktion sind voneinander getrennt. So lässt sich beides unabhängig optimieren. Als Schalenmaterial kommt Aktivkohle zum Einsatz: günstig, verfügbar und vergleichsweise umweltfreundlich.
Von 18 auf 82 Prozent: Warum das ein echter Durchbruch ist
Mit diesem Aufbau steigt die Anfangseffizienz der Natrium-Zelle auf rund 82 Prozent. Das ist zwar noch kein Lithium-Niveau, aber ein massiver Sprung nach vorn. Plötzlich verliert der Akku beim ersten Laden nicht mehr den Großteil seiner Energie. Die Ergebnisse wurden im Fachjournal Angewandte Chemie veröffentlicht. Ein wichtiger Punkt dabei: Während bei Batterien viele Fortschritte zuletzt auf der Kathodenseite erzielt wurden, gelten Anodenmaterialien noch lange nicht als ausgereizt. Der neue Ansatz öffnet genau hier eine Tür. Statt immer weiter an einem Material zu drehen, wird die Aufgabe aufgeteilt. Das ist weniger spektakulär als eine völlig neue Chemie, aber oft deutlich wirksamer.
Deutschland im Akku-Rennen: stark im Labor, unter Druck im Markt
Die Weiterentwicklung läuft im Berlin Battery Lab, einer Kooperation aus Forschungseinrichtungen und Universitäten. Gefördert wird das Ganze vom Bundesforschungsministerium. International zeigt sich jedoch ein gemischtes Bild. Während Deutschland vor allem Grundlagenforschung betreibt, werden anderswo bereits große Natrium-Speicher installiert. In China läuft seit 2024 ein System mit 50 Megawatt Leistung, in den USA schließen Start-ups bereits Milliardenverträge ab. Der deutsche Vorteil liegt woanders: Natrium-Zellen sollen auf bestehenden Lithium-Produktionslinien gefertigt werden können. Das senkt spätere Investitionskosten. Doch zwischen Laborerfolg und Marktreife klafft noch eine Lücke und die Konkurrenz schläft nicht.
Was das für dich und die Zukunft von Akkus bedeutet
Viermal höhere Effizienz beim Start ist kein Detail, sondern ein Gamechanger. Natrium-Batterien rücken damit näher an Anwendungen heran, die bisher fest in Lithium-Hand waren, etwa stationäre Speicher für Stromnetze oder große Batteriesysteme. Ob sie Lithium verdrängen, ist offen. Aber sie könnten es sinnvoll ergänzen. Und manchmal reicht genau das: eine zweite starke Option, die Preise drückt, Lieferketten entspannt und neue Spielräume schafft. Der Akku von morgen wird nicht durch eine einzelne Idee entstehen. Sondern durch viele kleine Durchbrüche so wie diesen.