Die Magnesiumbatterie könnte künftig eine nachhaltige Alternative zu klassischen Lithium-Ionen-Batterien sein. Forscher erzielten kürzlich einen Durchbruch und entwickelten ein neues Kathodenmaterial.
Batterien dürften auch künftig ein fester Bestandteil in unserem Alltag sein. Die Energiespeicher bringen die Mobilitätswende voran und helfen uns bei der Speicherung übermäßiger Kapazitäten aus den Stromnetzen. Neben Lithium-Ionen-Batterien evaluieren Forscher derzeit einige Alternativen. Schließlich sind die seltenen Erden in solchen Batterien häufig ein Problem.
Forscher der Tohoku Universität in Japan erzielten kürzlich in der Batterietechnologie einen Durchbruch. Sie entwickelten ein neues Kathodenmaterial für wiederaufladbare Magnesiumbatterien (RMBs). Dieses Material ermöglicht effiziente Lade- und Entladevorgänge, selbst bei niedrigen Temperaturen. Bisher standen Wissenschaftler bei der Entwicklung einer kommerziellen Batterie noch vor Herausforderungen.
Magnesiumbatterie verwendet Steinsalz als Kathode
Doch durch die Nutzung einer verbesserten Steinsalzstruktur und einer Hochentropie-Strategie überwindet dieses Material inzwischen frühere Herausforderungen bei der Magnesiumdiffusion und dem Transport von Elektronen. Das Team konnte durch die Einführung einer strategischen Mischung aus sieben verschiedenen Metallelementen eine Kristallstruktur mit reichlich vorhandenen stabilen Kationen-Leerstellen schaffen. Dies erleichtert das Einsetzen und Entfernen von Magnesium-Teilchen.
Die Entwicklung markiert die erste Verwendung von Steinsalzoxid als Kathodenmaterial für RMBs. Gleichzeitig bringt sie einen entscheidenden Vorteil. Denn die neue Batterie könnte den Weg für eine kosteneffektivere, sicherere und Kapazität-reichere Alternative zu Lithium-Ionen-Akkus ebnen.
Batterie könnte auch im Bereich Nachhaltigkeit punkten
Mit den Magnesiumbatterien entsteht auch eine effiziente und umweltfreundliche Energiespeicherlösung für die Zukunft. Das Material arbeitet bereits bei einer Temperatur von rund 90 Grad Celsius effizient. Dies stellt eine erhebliche Reduzierung der erforderlichen Betriebstemperatur dar. Außerdem besteht das Potenzial der Entwicklung noch innovativerer Ansätze.
Denn die Arbeit könnte zusätzlich eine Vielzahl nützlicher, unnatürlicher Polysaccharidpolymere hervorbringen. Diese benötigen die Forscher für die Batterie und bestechen durch eine noch bessere Nachhaltigkeit. Schließlich könnten Biomasse und eine verbesserte Recyclingfähigkeit den CO2-Abdruck klein halten.