E-Magic: Magnesium statt Lithium
Die EU macht stramm. Über ein gemeinsames Forschungsprojekt namens E-Magic will sie Magnesium-Batterien als leistungsfähigere, günstigere und sichere Alternative zu Lithium-Ionen-Batterien marktreif machen und damit Asien die Stirn bieten.
E-Magic forscht an Magnesium-Batterien mit dem Ziel, in Konkurrenz zu Lithium-Ionen-Batterien zu treten und diese ggf. als Stand der Technik abzulösen. Bild: Laila Tkotz, KIT
Dafür legt die EU mehr als 6,5 Mio € auf den Tisch. Mit im Boot ist das Helmholtz-Institut Ulm (HIU), ein vom Karlsruher Institut für Technologie (KIT) in Kooperation mit der Universität Ulm und den Partnern DLR (Deutsches Zentrum für Luft- und Raumfahrt) sowie dem ZSW (Zentrum für Sonnenenergie- und Wasserstoff-Forschung) gegründetes Institut zur Erforschung und Entwicklung elektrochemischer Batteriekonzepte. „Magnesium ist ein vielversprechendes Material und einer der wichtigsten Kandidaten unserer Post-Lithium-Strategie“, sagt Professor Maximilian Fichtner, stellvertretender Leiter des HIU.
Ein Hoffnungsträger?
Es gibt eine Reihe positiver Eigenschaften des neuen Batteriematerials: 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 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“, sagt HIU-Projektleiterin Zhirong Zhao-Karger. Eine Herausforderung ist die Entwicklung einer langen Lebensdauer.
Der Ausblick
Neben der größeren Sicherheit und Energiedichte könnte die Magnesiumtechnologie bei der Batteriefertigung 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 es kann im Gegensatz dazu einfacher recycelt werden. Entsprechend wären Magnesium-Batterien auch günstiger als Lithium-Ionen-Batterien. Käme Europa bei der Entwicklung zügig voran, könnten Magnesium-Batterien außerdem dabei helfen, die Dominanz der asiatischen Produzenten von Batteriezellen zu vermindern und eine konkurrenzfähige Batteriefertigung in Europa zu etablieren.
