Lithium-Akkus scheinen keine langfristige Lösung zu sein, weil nicht genügend Lithium vorhanden ist, Studien warnen bereits vor Lithium-Knappheit. Natrium ist hingegen häufig vorkommend und günstig, warum also nicht daraus einen Akku bauen? Das Problem dabei ist, dass Natriumionen elektrische Energie nicht ganz so effektiv wie Lithium speichern können. Natriumionen sind um ein Vielfaches größer als Lithiumionen. Außerdem zerstören sie schrittweise die Anode des Akkus, weil sie sich während des Ladens und Entladens zerstreuen. Ein Natriumionen-Akku mit Zinn-Anoden könnte nur rund 20 Mal ge- und entladen werden.
Um dieses Problem zu lösen, haben Hongli Zhu und Kollegen des Nanoceters der Universität von Maryland mit der Untersuchung von Holzfasern begonnen. Sie wussten, dass die weichen porösen Holzfasern problemlos die großen Natriumionen aufnehmen können. Die Fasern enthalten längliche hohle Zellen, die sogenannten Tracheide, deren Wände aus sehr festen Ligninen bestehen und Wasser sowie Mineralstoffe durch den Organismus transportieren.
Die Wissenschafter brachten eine Zinnschicht von 50 Nanometern auf einer 2500 Nanometer dicken Schicht aus Holzfasern an. Diese Anordnung ergab eine Anode, die 400 Mal ge- und entladen werden konnte. Das ist ein Rekord im Bereich der Nano-Akkus. Die relativ weiche Struktur baut förmlich den mechanischen Stress ab, dem eine reine Zinnanode nicht widerstehen könnte.
Der Ersatz des in vielen Akkus verwendeten teuren Lithiums durch Natrium macht diese Technik besonders umweltfreundlich. Die preiswerten und leicht verfügbaren Materialien machen dieses Verfahren ideal zur Speicherung großer Mengen Energie, wie sie zum Beispiel bei Wind- oder Sonnenenergie anfällt. Gerade in diesem Bereich wird bereits intensiv mit Nano-Akkus gearbeitet.
