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HANNOVER MESSE 2018, 23. - 27. April
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Elektrolyt für Magnesium-Batterien

Einfach herzustellenden Elektrolyt für neuartige Magnesium-Batterien.

Karlsruher Institut für Technologie

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Produktbeschreibung

Moderne el. 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 diese 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 umweltfreundlichen Magnesium herzustellen. Magnesium hat das Potenzial, eine fast doppelt so hohe Energiedichte im Volumen zu liefern wie Lithium.

Um jedoch ein Magnesium-Akkusystem verlässlich einzusetzen, braucht es einen speziellen Elektrolyt als ionenleitendes System zwischen den Elektroden. Setzte man einen herkömmlich 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.

Wissenschaftler am KIT-Institut für Nanotechnologie und dem Helmholtz-Institut Ulm 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 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 stabil und hat einen hohen Wirkungsgrad. 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.

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