Bisher wurde Lignin als Koppelprodukt der Papierindustrie zur Energieerzeugung verbrannt. Im Rahmen des Projekts „ThüNaBsE“ (Thüringer Natrium-Ionen-Batterie für die skalierbare Energiespeicherung) wird stattdessen eine neuartige Batterie mit Lignin entwickelt – vom Material bis hin zur 1-Ah-Vollzelle. Damit soll ein wichtiger Beitrag zur Stärkung der Unabhängigkeit von kritischen Rohstoffen und zur Wende hin zu günstigeren, nachhaltigeren und sicheren Batterien geleistet werden, heißt es.
Lignin besteht hauptsächlich aus Kohlenwasserstoff-Bausteinen, die sich sinnvoll in der Chemie verwenden lassen – etwa als Elektrodenmaterial für Batterien. Im Projekt soll der biobasierte Rohstoff für die negative Elektrode genutzt werden. Das Lignin wird dazu unter Luftausschluss thermisch in Kohlenstoff umgewandelt. Dieser harte Kohlenstoff – Hard Carbon -, der eine hohe elektrochemische Leistung, gute Zyklenstabilität und geringe Anschaffungskosten bietet, wird dann zur Elektrode weiterverarbeitet. Als Material für die positive Elektrode sollen Berliner-Blau-Analoga, also ungiftige Eisenverbindungen, zum Einsatz kommen.
Aktuell werden erste Kleindemonstratorzellen gebaut und getestet. Die Ergebnisse seien vielversprechend, selbst nach 100 Lade- und Entladezyklen sei die Laborzelle noch nicht stark degradiert. Ziel ist es, zum Projektabschluss 200 Lade- und Entladezyklen für die 1-Ah-Vollzelle nachzuweisen. Die fertig entwickelte Batterie könnte als stationärer oder mobiler Speicher dort eingesetzt werden, wo keine schnellen Ladezeiten erforderlich sind. Die Lignin-basierten Natrium-Ionen-Batterien eignen sich beispielsweise für mobile Anwendungen mit geringerem Leistungsbedarf wie Microcars oder Flurförderfahrzeuge wie Gabelstapler.
