Elektrochemie der Batterien

Magnesium als Batterie-Basis bietet gegenüber Lithium einige entscheidende Vorteile. Bild: KIT

| von Yannick Tiedemann

Im neuen Forschungsprojekt „E-Magic“, das das KIT zusammen mit der Universität Ulm, dem Deutschen Zentrum für Luft- und Raumfahrt (DLR) sowie dem Zentrum für Sonnenenergie- und Wasserstoff-Forschung Baden-Württemberg (ZSW) aufgesetzt hat, sollen die Magnesium-Batterien erforscht und entwickelt werden.

Im Gegensatz zu Lithium ermögliche Magnesium als Anodenmaterial eine höhere Energiedichte und sei deutlich sicherer, so die Forscher. „Magnesium ist ein vielversprechendes Material und einer der wichtigsten Kandidaten unserer Post-Lithium-Strategie“, sagt Professor Maximilian Fichtner, stellvertretender Leiter des Helmholtz-Instituts Ulm (HIU), das von Projektpartnern zur Erforschung und Entwicklung elektrochemischer Batteriekonzepte gegründet wurde. Das dort angesiedelte Projekt E-Magic wird von der EU mit rund 6,5 Millionen Euro gefördert.„Eine breite Verfügbarkeit von Magnesiumbatterien könnte die Elektrifizierung von Mobilität und den Ausbau dezentraler Heimspeicher entscheidend voranbringen“, so Fichtner.

Eine große Herausforderung bei Magenesium-Batterien sei momentan noch eine lange Lebensdauer, heißt es. Demgegenüber stünden eine Reihe positiver Eigenschaften des Materials: So bildeten sich zum Beispiel an den Magnesium-Anoden keine Dendrite. Solche elektrochemischen Ablagerungen an den Elektroden könnten bei Lithium-Ionen-Batterien nadelartige Strukturen bilden und Störungen oder sogar gefährliche Kurzschlüsse verursachen. 

Auch in Sachen Ressourcenschonung soll Magnesium im Vorteil gegenüber dem seltenen Lithium sein: Als Element sei Magnesium auf der Erde etwa 3.000 Mal so häufig vertreten wie Lithium und könne zudem einfacher recycelt werden. Somit wäre das Erdalkalimetall um ein vielfaches günstiger als Lithium. Und auch in Sachen Marktmacht könnte Magnesium die Hierarchien verändern: Komme Europa bei der Entwicklung zügig voran, könnten entsprechende Batterien dabei helfen, die Dominanz der asiatischen Produzenten von Batteriezellen zu vermindern und eine konkurrenzfähige Batteriefertigung in Europa zu etablieren, so das KIT.