Energiespeicher : Karlsruher Forscher entwickeln magnesiumbasierte Energiespeichertechnologie

Statt Lithium-Ionen-Batterien setzt das Karlsruher Instituts für Technologie KIT auf Magnesiumbatterien. Magnesium als Anodenmaterial ist nicht nur viel sicherer, sondern ermöglicht auch eine höhere Energiedichte. "Magnesium ist ein vielversprechendes Material und einer der wichtigsten Kandidaten unserer Post-Lithium-Strategie“, sagt Maximilian Fichtner, der stellvertretende Leiter des Helmholtz-Instituts Ulm HIU, einem vom KIT in Kooperation mit der Universität Ulm und weiteren Partnern gegründeten Forschungsinstitut zur Erforschung und Entwicklung elektrochemischer Batteriekonzepte. „Eine breite Verfügbarkeit von Magnesiumbatterien könnte die Elektrifizierung von Mobilität und den Ausbau dezentraler Heimspeicher entscheidend voranbringen“, so Fichtner

Eine Hürde in der Weiterentwicklung der Magnesiumbatterie ist derzeit die Lebensdauer. Gleichzeitig bringt Magnesium aber eine Reihe positiver Eigenschaften mit sich, die die Wissenschaftler nutzen wollen. So bilden sich zum Beispiel an den Magnesium-Anoden keine Dendrite. Solche elektrochemischen Ablagerungen an den Elektroden können bei Lithium-Ionen-Batterien nadelartige Strukturen bilden und Störungen oder sogar 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 Zhirong Zhao-Karger vom HIU.

Neben der größeren Sicherheit und Energiedichte könnte der Einstieg in die Magnesiumtechnologie bei der Batteriefertigung außerdem dabei helfen, die Abhängigkeit von Lithium als Rohstoff zu verringern: Als Element ist Magnesium auf der Erde etwa 3.000 Mal so häufig vertreten wie Lithium und kann im Gegensatz dazu einfacher recycelt werden. Entsprechend wären Magnesiumbatterien 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. Um die Entwicklung zügig voranzutreiben, wird das Forschungsprojekt von der EU mit 6,5 Millionen Euro unterstützt.