Mit dem Ausbau der erneuerbaren Energien und der wachsenden Anzahl an Elektrofahrzeugen steigt auch die weltweite Nachfrage nach neuen Energiespeichern. An einem Konzept für die Umsetzung von Aluminium-Ionen-Batterien forschen Wissenschaftler der TU Bergakademie Freiberg in den folgenden drei Jahren in dem Verbundprojekt R2RBattery, das das Bundesministerium für Bildung und Forschung mit 3,7 Millionen Euro fördert. Mit dem Auftakttreffen am 7. Februar geht das Projekt in die Startphase. An dem Projekt arbeiten insgesamt neun Verbundpartner, unter Leitung der TU Bergakademie Freiberg.
Abb.: Tina Nestler gehört zu den Nachwuchswissenschaftlern, die an der übernächsten Batterie-Generation forschen. (Bild: TU Bergakademie Freiberg)
„Aktuell dominiert die Lithium-Ionen-Technologie als leistungsfähigstes System den Markt der mobilen Energiespeicher. Die Reserven des Rohstoffs sind jedoch beschränkt und ihr Einsatz immer teurer. Das erfordert alternative Speichertechnologien und Materialsysteme mit gut verfügbaren Rohstoffen und höchsten Energiedichten. Hier setzt das Projekt R2RBattery an. Gemeinsam erarbeiten wir in den nächsten drei Jahren ein Konzept für die Umsetzung von Aluminium-Ionen-Batterien“, erklärt Dirk C. Meyer, Direktor des Instituts für Experimentelle Physik und des Zentrums für effiziente Hochtemperaturstoffwandlung (ZeHS) sowie Verbundkoordinator. 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.
Für die Auswahl geeigneter Materialien greifen die Freiberger Wissenschaftler auf einen im abgeschlossenen BMBF-Verbundprojekt CryPhysConcept 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 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, Von Ardenne GmbH Dresden, Frolyt Kondensatoren und Bauelemente GmbH Freiberg, Gesellschaft zur Förderung von Medizin-, Bio- und Umwelttechnologien Radeberg und 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 EStorM (Electrochemical Storage Materials)-Konferenz vom 12. – 14. Juni an der TU Bergakademie Freiberg vor.
TU Bergakademie Freiberg / DE
