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Elektrolyt für Magnesium-Batterien

Einfach herzustellender Elektrolyt, der in neuartigen Magnesium-Batterien eingesetzt werden könnte.

Moderne elektrische Geräte verwenden heute fast ausschließlich Lithium-Ionen-Akkus. Es gibt noch keinen wiederaufladbaren elektrischen Energiespeicher, der in Bezug auf Leistungsdichte und Langlebigkeit mit diesen Akkus mithalten könnte. Doch die Lithium-Ionen-Akkus stoßen an ihre Grenzen: Lithium ist als Rohstoff nicht unendlich verfügbar. Außerdem benötigen die Lithium-Akkumulatoren Schutzschaltungen, da sie auf Über- und Tiefentladung empfindlich reagieren. Wissenschaftler versuchen deshalb schon seit längerem, Energiespeicher mit dem günstigen und für die Umwelt unbedenklichen Magnesium herzustellen. Magnesium hat das Potenzial, eine fast doppelt so hohe Energiedichte im Volumen zu liefern wie Lithium.

Stand der Technik

Um jedoch ein Magnesium-Akkusystem verlässlich einzusetzen, braucht es einen speziellen Elektrolyt als ionenleitendes System zwischen den Elektroden. Setzte man einen nach herkömmlicher Vorgehensweise hergestellten Elektrolyt ein, so würde dieser auf der aus Magnesium bestehenden Anode einen Film bilden, der die Leitfähigkeit beeinträchtigt und keinen reversiblen Betrieb des Akkus erlaubt. Als Kathode wäre es wünschenswert, auch in Magnesium-Zellen Schwefel einzusetzen, der sich in den bisher entwickelten Magnesium-Elektrolyten jedoch zersetzen würde.

Technologie

Wissenschaftler am Institut für Nanotechnologie (INT) und dem Helmholtz-Institut Ulm (HIU) des KIT haben nun einen Elektrolyt entwickelt, der diese Effekte umgeht. Ausgangsstoffe sind Aluminiumchlorid und Magnesiumhexamethyldisilazid, die in einem organischen Lösungsmittel miteinander reagieren und den Elektrolyt bilden. Eine Abtrennung oder Aufreinigung der Produkte ist nicht notwendig. Die Herstellung der chemischen Verbindung ist somit in einem einstufigen Verfahren einfach und in einer hohen Konzentration möglich. Der Elektrolyt ist elektrochemisch stabil und hat einen hohen Wirkungsgrad.

Vorteile

Der am KIT entwickelte Elektrolyt könnte ein wichtiger Schritt zur Herstellung von langlebigen und leistungsfähigen Magnesium-Batterien sein. Die benötigten Rohstoffe sind leicht verfügbar und haben gute Umwelteigenschaften.

Optionen für Unternehmen

Das KIT sucht Partner zur Weiterentwicklung und Anwendung der Technologie.

Ihr Ansprechpartner für dieses Angebot

Dr. Aude Pélisson-Schecker, Karlsruher Institut für Technologie (KIT)
Innovationsmanagerin Energie, Innovations- und Relationsmanagement (IRM)
Telefon: +49 721 608-25335

E-Mail: pelisson-schecker@kit.edu

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