Wissenschaftler des Karlsruher Instituts für Technologie (KIT) wollen zusammen mit europäischen Kooperationspartnern neuartige Magnesium-Batterien entwickeln. Das Ziel des Forschungsprojekts „E-MAGIC“: Der „Aufbruch ins Post-Lithium-Zeitalter“. Dazu werden von der EU über 6,5 Millionen Euro bereitgestellt.
Eine Magnesiumbatterie hätte laut den Forschern im Vergleich zu konventionellen Lithium-Ionen-Batterien wesentliche Vorteile: Magnesium als Anodenmaterial ermögliche eine höhere Energiedichte und wäre auch viel sicherer. „Magnesium ist ein vielversprechendes Material und einer der wichtigsten Kandidaten unserer Post-Lithium-Strategie“, so Professor Maximilian Fichtner vom Helmholtz-Institut Ulm (HIU), einem vom KIT mitgegründeten Batterie-Forschungsinstitut.
Eine breite Verfügbarkeit von Magnesiumbatterien könnte die Elektrifizierung von Mobilität und den Ausbau dezentraler Heimspeicher entscheidend voranbringen, glaubt Fichtner. Um die Entwicklung zu beschleunigen, kooperiert das HIU mit weiteren wissenschaftlichen EU-Institutionen auf dem Gebiet der Batterie- und Materialforschung.
Im Projekt E-MAGIC vereinen die Partner die notwendigen Schritte zur Entwicklung von Magnesium-Batterien – von der Grundlagenforschung bis zu den Prozessen bei der Zellproduktion. Die Wissenschaftler des HIU wollen dabei vor allem dazu beitragen, neue Lösungen für derzeitige Hindernisse zu schaffen. „Die besondere Herausforderung bei Magnesiumbatterien ist eine lange Lebensdauer“, erklärt Dr. Zhirong Zhao-Karger, die in der Forschungsgruppe Festkörperchemie des HIU die Aktivitäten des neuen Forschungsprojekts koordiniert.
Sicherer, leistungsfähiger & günstiger
Das neue Batteriematerial verfügt über eine Reihe positiver Eigenschaften, die die Forscher nutzen wollen. So entstehen etwa an den Magnesium-Anoden keine Dendrite. Solche elektrochemischen Ablagerungen an den Elektroden können bei Lithium-Ionen-Batterien nadelartige Strukturen bilden und Störungen oder gefährliche Kurzschlüsse verursachen. „Bei Magnesium gibt es keine vergleichbaren Prozesse. Deshalb können wir Magnesium in metallischer Form verwenden und so die sehr hohe Speicherkapazität des Metalls direkt nutzen. Das steigert die Leistungsfähigkeit der Batterie“, so Zhao-Karger.
Neben der größeren Sicherheit und Energiedichte könnte Magnesiumtechnologie bei der Batteriefertigung dabei helfen, die Abhängigkeit von Lithium als Rohstoff zu verringern: Als Element ist Magnesium auf der Erde etwa 3000 Mal so häufig vertreten wie Lithium, zudem ist das Recycling einfacher. Magnesiumbatterien wären daher auch günstiger als Lithium-Ionen-Batterien. „Kommt Europa bei der Entwicklung zügig voran, könnten Magnesiumbatterien außerdem dabei helfen, die Dominanz der asiatischen Produzenten von Batteriezellen zu vermindern und eine konkurrenzfähige Batteriefertigung in Europa zu etablieren“, unterstreichen die Wissenschaftler.
Selnim meint
Ich denke dass gerade durch die Elektromobilität extrem viel Bewegung in die Akkuforschung gekommen ist und wird. Es ist ja auch viel zu holen. Hätte man gesagt, dass Akkus ja noch nicht genug weit entwickelt seien, währe es ohne Bekentnis zur E-Mobilität nur schleppend voran gegangen. Gut möglich, dass wir noch Überraschungen erleben werden. Lithium Akkus sind ja weit von ihrem theoretischen Optimum entfernt. Eine reine Lithium Elektrode würde sich bei dem Laden derart stark ausdehnen, dass der Akku innert kürzester Zeit unbrauchbar würde. Deshalb ist nur recht wenig Lithium im Akku. Die volumetrische Energiedichte ist sehr wohl von Bedeutung. Es wäre sicher viel besser,wenn der Akku kompakter wäre, dann könnte er auch besser im optimalen Temperaturbereich gehalten werden und würde nicht die Kabinenhöhe einschränken.
nilsbär meint
Die theoretische gravimetrische Energiedichte einer Magnesiumzelle ist leider nur knapp halb so groß wie die einer Lithiumzelle, die volumetrische Energiedichte ca. 50% höher. Magnesiumbatterien werden daher (falls sie jemals kommen) bei gleicher Kapazität vermutlich kompakter sein als Li-Ionen-Batterien, aber schwerer. Für Heimspeicher gut, für Traktionsbatterien eher unbrauchbar. Wieder ein absehbarer Rohrkrepierer der nächsten E-Auto-Wunderbatterie.
Is nu so ~ meint
Guten Morgen nilsbär ,
nimmt man die globale Energie-Wende in den Blick , sind ALLE alternativen EnergieSpeicher für die verschiedensten Anwendungsfälle dringend und sehr gut zu gebrauchen ,
– denn daran fehlt es sicher noch länger
nilsbär meint
1+
hu.ms meint
Schliesslich braucht man auch zuhause einen nicht zu kleinen akku.
1. um sonnenstrom auch in der nacht im haus zu nutzen
2. um sonnenstrom auch nachts ins BEV zu laden.
Peter W meint
Der Titel gefällt mir gar nicht. Er suggeriert, dass Akkus bald von Batterien ersetzt werden sollen. Aber das Thema Akku, Batterie, Primär- und Sekundärzelle hatten wir ja schon.
Die Zukunft wird noch viele Speichermöglichkeiten hervorbringen, vielleicht auch Kondensatoren mit großen Kapazitäten und extremer Schnelladefähigkeit.
TwizyundZoefahrer meint
Im Artikel fehlt der Satz: Markteinführung in 5 bis 10 Jahren. Nach mp3 wurde in Deutschland nicht mehr sonderlich viel von den Kaspertheatern, Helmholz, Max Blank und Fraunhofer Institut usw. entwickelt oder erforscht was brauchbar war. Und wenn, wird’s im Ausland umgesetzt. Zu viel Altherrenwissenschaft, zu viel auswendig Gelerntes, das verteidigt werden muss, damit unfähige überbezahlte Titelsammler ihren Job nicht verlieren. Es dauert in diesem System zum Beispiel bei Ärzten ca. 30 Jahre bis neue Erkentnisse den Endverbraucher erreichen. Wer will guckt bei seinem Arzt mal auf die TÜV Aufkleber auf seinem Ultraschall, alles hoffnungslos veraltet.
Wenn Magnesium funktioniert, dann sicherlich nicht bei uns.
Fritz! meint
Eigentlich dürfte es eher heißen:
Im Labor fertig in 5 bis 10 Jahren, Serienreife dann noch mal 5 bis 10 Jahre.
Aber, je mehr für eine gute Akku-Techologie geforscht wird, desto besser.
Andreas_Nün meint
Entwicklung bis zur Großserie dauert bekanntlich viele Jahre, aber ja, Magnesium Batterien wären einfach perfekt.
Einfacher Abbau, in rauen Mengen verfügbar, gut recyclebar, etc. etc. etc
nilsbär meint
Forschung ist immer gut. Ich wäre aber dafür, dass die Hälfte der Gehälter zunächst einbehalten wird. Wenn beim Projekt nichts rauskommt (bisher in 100% der Fälle) verfällt das Geld. Würde die leider so häufige Pseudoforschung auf dem Gebiet der Wunderbatterien vielleicht vermindern.
Is nu so ~ meint
Ja , an hochkarätiger Forschung gibt es wohl keinen Mangel , wohl aber oft an großkarätiger Übersetzung in industrielle Anwendung. Und hier kann kluge Industrie-Politik die CHANCEN in diesem globalen Wettlauf zu den „Wunderbatterien“ doch merklich erhöhen.
– und nur was dann hinten/unten rauskommt zählt wirklich
Ralf Schoch meint
Versteh ich gar nicht. Die Asiaten schaffen es doch immer wieder unsere Forschung in der Praxis zum Erfolg zu führen … ;-)
Is nu so ~ meint
Da gibt es zwischen den Früh- und Spät(er) industrialisierten Ländern eben auch kulturelle Unterschiede : z.B. vom Besten/Meister lernen (kopieren) und noch besser machen (dürfen). Und dazu kommen Subventionen besser als Sanktionen –
– die wie von Skeptikern , z.B. nilsbär* zu dem Thema , vorgesehen …
– und Peter W* hat ihm zum Thema Grundlagenforschung deutlich geantwortet
Peter W meint
Sorry, aber das ist keine gute Idee. Ohne Forschung, bei der oft auch nichts offensichtlich Brauchbares herauskommt, gäbe es keine Autos, keine Computer kein Internet und schon gar keine Smartphones.
Wir könnten auch wieder in Höhlen wohnen, Beeren mit Fuchsbandwurmeiern essen und am Lagerfeuer Kaninchen grillen, wenn das Feuer machen schon jemand erfunden hätte.
Für mich gibt es nichts dümmeres als die Forderung, dass jede Art von wissenschaftlicher Forschung auch ein praxistaugliches Ergebnis bringen muss. Es gibt sogar Leute die Sonntags in die Kirche gehen, einem gut bezahlten Pfarrer zuhören und dafür jeden Monat Geld bezahlen obwohl dafür keinerlei Nutzen nachgewiesen werden kann.
TwizyundZoefahrer meint
Falsch, ohne Erfinder gäbe es das Ganze nicht. Es ist leider ein grösser Unterschied wie Probleme angegangen werden.
nilsbär meint
@Peter W
„Für mich gibt es nichts dümmeres als die Forderung, dass jede Art von wissenschaftlicher Forschung auch ein praxistaugliches Ergebnis bringen muss.“
Das hat auch niemand hier behauptet. Aber von hochsubventionierter Batterieforschung (hunderte Millionen Steuergelder in D in den letzten 10 Jahren) hätte ich doch etwas praxistaugliches erwartet. So stehen wir jetzt, wo eine eigene Zellfertigung extrem wichtig wäre, leider mit leeren Händen da.
Maro meint
Dass es keine Zellfertigung gibt, hat aber nichts mit den Forschungsergebnissen zu tun! Das sind zwei Paar Schuhe.
Ich bin da ganz bei Peter W, Forschung ist und bleibt wichtig. Was wir dann damit anstellen, ist eine andere Frage.
Thrawn meint
Yippieee!
Und das Beste: Magnesium lässt sich aus Bananen gewinnen. Und die gibt es bei Aldi manchmal im Angebot!
Da muss niemand die Atacama Wüste unter unmenschlichen Bedingungen für trockenlegen.
LOL
LM aus B meint
Ja, bitte forschen. Aber leider nur ein weiterer Konjunktivitis-Artikel ohne einen zeitlichen Ausblick. Start der Forschung bis evtl. Großserie ~10 Jahre?
Fritz! meint
Eher 20
frax meint
Na denn mal los – gibt es schon Messwerte, Pilotanlagen?