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Energiespeicher Alternative Energiespeicher: Aluminium-Ionen-Batterien

Redakteur: Dipl.-Ing. (FH) Sandra Häuslein

Technologien für mobile Energiespeicher gibt es einige. Vorherrschend ist derzeit die Lithium-Ionen-Technologie. Die Rohstoffe zur Herstellung sind allerdings begrenzt und müssen aus dem Ausland importiert werden. Daher gibt es zahlreiche Forschungsprojekte zu alternativen Speichertechnologien. Eines davon heißt R2R-Battery; es beschäftigt sich mit der Umsetzung von Aluminium-Ionen-Batterien.

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TU Bergakademie Freiberg
Tina Nestler gehört zu den Nachwuchswissenschaftlern am Institut für Experimentelle Physik, die an der übernächsten Batterie-Generation forschen.
Tina Nestler gehört zu den Nachwuchswissenschaftlern am Institut für Experimentelle Physik, die an der übernächsten Batterie-Generation forschen.
(Bild: TU Bergakademie Freiberg)

Mit dem Ausbau der erneuerbaren Energien und der wachsenden Anzahl an Elektrofahrzeugen steigt auch die weltweite Nachfrage nach neuen Energiespeichern. An diesen forschen Freiberger Wissenschaftler künftig in einem Verbundprojekt des Bundesministeriums für Bildung und Forschung.

„Aktuell dominiert die Lithium-Ionen-Technologie als leistungsfähigstes System den Markt der mobilen Energiespeicher. Die Reserven des Rohstoffs sind jedoch beschränkt und ihr Einsatz wird immer teurer. Das erfordert alternative Speichertechnologien und Materialsysteme mit gut verfügbaren Rohstoffen und höchsten Energiedichten. Hier setzt das neue Projekt R2R-Battery an. Gemeinsam erarbeiten wir in den nächsten drei Jahren ein Konzept für die Umsetzung von Aluminium-Ionen-Batterien“, erklärt Prof. Dirk C. Meyer, Direktor des Instituts für Experimentelle Physik und des ZeHS sowie Verbundkoordinator. Das Projekt soll gleichzeitig einen wichtigen Meilenstein für die Forschungsarbeiten des Zentrums für effiziente Hochtemperaturstoffwandlung (ZeHS) darstellen. Denn auch im Zusammenhang mit der Nutzung von regenerativ erzeugtem Strom für Hochtemperaturprozesse wird das Speichern von Energie notwendig werden. Anfang Februar 2017 ging das Projekt in die Startphase.

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„Aluminium lässt sich leicht herstellen und recyceln“

Für die Auswahl geeigneter Materialien greifen die Freiberger Wissenschaftler auf einen im abgeschlossenen BMBF-Verbundprojekt Cry-Phys-Concept entwickelten Algorithmus zur Materialbewertung für elektrochemische Energiespeicher zurück. Dieser bewertet neben den Materialeigenschaften auch die ökonomischen und ökologischen Aspekte. Dabei stellte sich Aluminium als geeignetes Material heraus: „Es ist das häufigste Metall der Erdkruste und lässt sich leicht herstellen sowie recyceln. Darüber hinaus entzündet es sich nicht wie Lithium an der Luft, wodurch wir eine höhere Sicherheit erreichen und es besser verarbeiten können“, erklärt Dr. Tilmann Leisegang, Verbundmanager des Vorhabens. Zudem seien Aluminium-Ionen-Batterien kostengünstiger als kommerzielle Lithium-Systeme und können mehr Energie speichern.

An dem vom BMBF mit 3,7 Millionen Euro geförderten Projekt arbeiten insgesamt neun Verbundpartner (Kurt-Schwabe-Institut für Mess- und Sensortechnik Meinsberg, Fraunhofer-Institut für Organische Elektronik, Elektronenstrahl- und Plasmatechnik Dresden, Vowalon GmbH Treuen, Forschungsinstitut für Leder- und Kunststoffbahnen Freiberg, die Von Ardenne GmbH Dresden, die Frolyt Kondensatoren und Bauelemente GmbH Freiberg, die Gesellschaft zur Förderung von Medizin-, Bio- und Umwelttechnologien Radeberg und die Cinector GmbH Mittweida) unter Leitung der TU Bergakademie Freiberg an der Umsetzung neuer Post-Lithium-Ansätze für die elektrochemische Energiespeicherung. Ihren Ansatz stellen die Projektpartner auch auf der gemeinsam geplanten E-Stor-M-(Electrochemical Storage Materials)Konferenz vom 12. bis 14. Juni an der TU Bergakademie Freiberg vor. (sh)

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