Mit dem Ausbau der erneuerbaren Energien und der wachsenden Anzahl an Elektrofahrzeugen steigt auch die weltweite Nachfrage nach neuen Energiespeichern. Wissenschaftler der TU Bergakademie Freiberg forschen daher in den folgenden drei Jahren an einem Konzept für die Umsetzung von Aluminium-Ionen-Batterien.
Lithium wird immer teurer
„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“, erklärt Prof. Dirk Meyer, Direktor des Instituts für Experimentelle Physik und des Zentrums für effiziente Hochtemperaturstoffwandlung (ZeHS) sowie Verbundkoordinator des Vorhabens. Das Projekt stellt gleichzeitig einen wichtigen Meilenstein für die Forschungsarbeiten des ZeHS dar. Denn auch im Zusammenhang mit der Nutzung von regenerativ erzeugtem Strom für Hochtemperaturprozesse wird das Speichern von Energie notwendig werden.
Algorithmus erkennt Potential von Aluminium
Für die Auswahl geeigneter Materialien griffen die Freiberger Wissenschaftler auf einen Algorithmus zur Materialbewertung für elektrochemische Energiespeicher zurück. Dieser war zuvor in dem abgeschlossenen BMBF-Verbundprojekt CryPhysConcept entwickelt worden. Er bewertet neben den Materialeigenschaften auch ökonomische und ökologische Aspekte. In der Folge 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 von R2RBattery. Zudem seien Aluminium-Ionen-Batterien kostengünstiger als kommerzielle Lithium-Systeme und könnten mehr Energie speichern.
3,7 Millionen Euro staatliche Förderung
Insgesamt arbeiten neun Verbundpartner unter der Leitung der TU Bergakademie Freiberg an dem Vorhaben zur Umsetzung neuer Post-Lithium-Ansätze für die elektrochemische Energiespeicherung: das Kurt-Schwabe-Institut für Mess- und Sensortechnik Meinsberg, das Fraunhofer-Institut für Organische Elektronik, Elektronenstrahl- und Plasmatechnik Dresden, das Forschungsinstitut für Leder- und Kunststoffbahnen Freiberg, die Unternehmen Cinector, Vowalon, Von Ardenne, Frolyt Kondensatoren und Bauelemente sowie die Gesellschaft zur Förderung von Medizin-, Bio- und Umwelttechnologien Radeberg. Das Bundesministerium für Bildung und Forschung (BMBF) fördert das Vorhaben zusätzlich mit 3,7 Millionen Euro. Ihren Ansatz stellen die Projektpartner auch auf der gemeinsam geplanten EStorM-Konferenz (Electrochemical Storage Materials) vom 12. bis zum 14. Juni an der TU Bergakademie Freiberg vor.
