„E-Magic“ – mit Magnesium-Batterien ins Post-Lithium-Zeitalter

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Die Suche nach Alternativen für Lithium-Ionen-Batterien läuft schon seit längerem. Nun ist ein EU-Forschungsprojekt „E-Magic“ gestartet, dass der Magnesium-Batterie zum Durchbruch verhelfen will. „Magnesium ist ein vielversprechendes Material und einer der wichtigsten Kandidaten unserer Post-Lithium-Strategie“, sagt Maximilian Fichtner. Er ist stellvertretende Leiter des Helmholtz-Instituts Ulm (HIU), einem vom KIT in Kooperation mit der Universität Ulm und den assoziierten Partnern DLR und ZSW gegründeten Forschungsinstitut zur Erforschung und Entwicklung elektrochemischer Batteriekonzepte.

„E-Magic“ ist die Abkürzung für European Magnesium Interactive Battery Community. Das Karlsruher Intstitut für Technologie (KIT) ist eines von zehn wissenschaftlichen Einrichtungen, die an dem Projekt beteiligt sind, und erhält über 870.000 Euro. Auch der Beitrag des Deutschen Zentrums für Luft- und Raumfahrt (DLR) wird mit mehr als 750.000 Euro gefördert. Insgesamt wird das Forschungsprojekt mit mehr als 6,7 Millionen Euro über das Programm „Horizon“ der EU unterstützt. Die Koordination liegt bei der spanischen Fundación Cidetec. Weitere Projektpartner kommen aus Israel, Frankreich, Dänemark und Großbritannien.

Die beteiligten Institute vereinten alle notwendigen Schritte zur Entwicklung von Magnesium-Batterien – also von der Grundlagenforschung bis hin zu Prozessen für die Zellproduktion. Das HIU ist auf die Materialien spezialisiert. „Die besondere Herausforderung bei Magnesium-Batterien ist eine lange Lebensdauer“, erklärt HIU-Projektkoordinatorin Zhirong Zhao-Karger. Zugleich wolle man aber auch die positiven Eigenschaften des neuen Anodenmaterials nutzen. So bildeten sich an Magnesium-Anoden keine Dendrite, also elektrochemische Ablagerungen, die bei Lithium-Ionen-Batterien Störungen bis hin zu Kurzschlüssen verursachen könnten. „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 weiter.

Einen weiteren Vorteil beim Einstieg in die Magnesiumtechnologie bei der Batteriefertigung sehen die Wissenschaftler in der Verringerung der Abhängigkeit vom Rohstoff Lithium. Magnesium sei auf der Erde etwa 3000 Mal häufiger zu finden als Lithium und lasse sich zudem einfacher recyceln, erklärte das HIU. Damit könnten die Magnesium-Batterien auch günstiger sein als ihre Lithium-Ionen-Pendants. Zugleich sei die neue Technologie eine Chance, eine konkurrenzfähige Batteriefertigung in Europa zu etablieren, mit der die Dominanz der asiatischen Batteriezellhersteller verringert werden könnte.