Batterietechnologie: Alternativen zu Lithium gesucht

Damit sich die Elektromobilität durchsetzen kann, braucht es auch Alternativen zur aktuellen Batterietechnologie. Denn die Lithium-Ionen-Akkus sind umstritten. Magnesium-Batterien könnten sie künftig ersetzen.

Text: transport-CH / Foto: Innolith

Wenngleich man mittlerweile von einem eigentlichen «Boom der Elektromobilität» spricht und beispielsweise die Schweiz mit ihrer «Roadmap Elektromobilität 2022» voll auf diese Karte setzt, stehen hinter der Technologie auch Fragezeichen:

Nicht nur das (noch) lückenhafte Netz von Ladestationen sowie die – gerade für den (schweren) Nutzverkehr – noch sehr eingeschränkte Reichweite bremsen den Durchbruch der Elektrofahrzeuge. Auch betreffend Nachhaltigkeit stellen sich gewisse Fragen vorab im Zusammenhang mit der Lithium-Ionen-Batterie, die heute für den Elektroantrieb in Fahrzeugen nahezu unverzichtbar ist:  Sie lässt sich sehr oft aufladen (hohe Zyklenfestigkeit) und besitzt im Vergleich zu anderen Batteriearten eine vergleichsweise hohe Kapazität im Bezug auf Volumen und Gewicht.

Fragezeichen bezüglich Nachhaltigkeit

Batterien (resp. Akkus) von Elektrofahrzeugen scheinen damit heute zwar schon einen längeren Lebenszyklus zu haben, als gemeinhin suggeriert wird. Dennoch stellt sich die Frage des Recyclings, wenn Batterien ausgedient haben.

Vor allem aber: Die für die Lithium-Ionen-Batterien benötigten Rohstoffe (Lithium/Kobalt) werden in Südamerika und Afrika unter teils unmenschlichen Bedingungen und mit gravierender Umweltzerstörung gewonnen. Hinzu kommt, dass beschädigte Lithium-Ionen-Batterien bei einem Kurzschluss mit enormen Temperaturen abbrennen.

Akkumulatoren aus Magnesium

Die Forschung arbeitet deshalb mit Hochdruck an Alternativen zur Lithium-Ionen-Batterie. Als «eine der vielversprechendsten» Alternativen beim Einsatz von Energiespeichern von Fahrzeugen sehen Experten die Magnesium-Batterie – nicht zuletzt, weil Magnesium als Anode im Vergleich zu Lithium eine höhere Energiedichte aufweist und – wie auch Natrium für Stationärspeicher –problemlos gewonnen werden kann. Dass Magnesium zudem in grossen Mengen verfügbar ist, macht den Ansatz zusätzlich interessant.

Die Magnesiumbatterie hätte laut den Forschern im Vergleich zu konventionellen Lithium-Ionen-Batterien wesentliche Vorteile: Magnesium als Anodenmaterial ermögliche nicht nur eine höhere Energiedichte. Es wäre auch viel sicherer, da Magnesium nicht kurzschlussgefährdet ist und nicht - wie Lithium - explodiert.. «Magnesium ist ein vielversprechendes Material und einer der wichtigsten Kandidaten unserer Post-Lithium-Strategie», so Professor Maximilian Fichtner vom Helmholtz-Institut Ulm (HIU). Hinzu kommt, dass Akkumulatoren aus Magnesium wegen der höheren Speicherkapazität ein geringeres Gewicht aufweisen würden. Dies würde der Reichweite von Elektrofahrzeugen dienen.

Bleibt aktuell noch ein – nicht unwesentliches Problem: die Lebensdauer. Erst wenn dieses Problem durch neuentwickelte Techniken und Verfahren beseitigt ist, könnte das Zeitalter der Lithium-Ionen-Akkus in Elektroautos zu Ende gehen.

 

Hinweis: Quelle dieses Artikels bildete ein Bericht unter https://www.auto-motor-und-sport.de/tech-zukunft/alternative-antriebe/magnesium-batterie-fuer-das-elektroauto-der-zukunft/