Prof. Maximilian Fichtner ist Professor für Festkörperchemie an der Universität Ulm und erforscht innovative Batteriekonzepte. Prof. Jürgen Janek leitet die Forschung zur Batterietechnologie an der Justus-Liebig-Universität Gießen. Die beiden diskutieren die Möglichkeiten von Natrium-Ionen-Batterien als Alternative zu Lithium, ihre Marktfähigkeit und Herausforderungen. Außerdem beleuchten sie die Potenziale von Magnesium- und Zink-Ionen-Batterien sowie innovative Entwicklungen, wie neuartige Batterien mit Zinkanoden und Lignin.
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Motivation für Post-Lithium-Forschung
Lithium-Ionen-Batterien haben unglaubliche Fortschritte gemacht, insbesondere durch die Elektromobilität.
Die Forschung an Alternativen ist wichtig, um die Materialbasis zu erweitern und Preisschwankungen zu vermeiden.
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Multivalente Ionen
Multivalente Ionen tragen mehr als eine Ladung, z. B. Magnesium (zwei Ladungen).
Der Begriff "valent" beschreibt die Anzahl der Ladungen eines Ions.
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Übertragbarkeit von Lithium-Ionen- Erkenntnissen
Das Konzept der elektrochemischen Zelle ist auf verschiedene Batterietypen übertragbar.
Die Zellchemie und Materialien müssen jedoch auf die jeweiligen Ionen zugeschnitten sein.
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Welche Batterie ohne Lithium schafft es als nächstes auf den Markt?
30 Jahre nach ihrer Markteinführung hat sich die Lithium-Ionen-Batterie zum am weitesten verbreiteten Batteriezellkonzept entwickelt. Die steigende Nachfrage nach Lithium-Batterien führt jedoch zu Problemen bei der Beschaffung von Rohstoffen und Komponenten. Daher ist es notwendig, alternative Zellkonzepte zu entwickeln, die auf Rohstoffen basieren, die besser verfügbar sind und eine sichere, nachhaltige und kosteneffiziente Versorgung mit Hochleistungsbatterien gewährleisten. Diese Batterien werden auch Post-Lithium-Batterien genannt und basieren z.B. auf Natrium, Calcium, Kalium, Magnesium oder Zink.
Prof. Maximilian Fichtner und Prof. Jürgen Janek, die beide im POLiS Exzellenzcluster forschen, erklären die Potenziale der Zellkonzepte ohne Lithium. Im Moment sticht die Natrium-Ionen-Batterie heraus, da sie es hauptsächlich in China innerhalb kurzer Zeit auf den Markt und in E-Autos und stationäre Batteriespeicher geschafft hat. Die Frage ist nun, welche andere Zellchemie schafft als nächstes den Markteintritt?
Im Geladen-Podcast setzen sich Patrick Rosen und Daniel Messling mit ihren Gästen wissenschaftlich mit den Themen #Energiewende, #Elektromobilität, #Elektroauto und #Batterie auseinander. Der Podcast wird produziert vom Karlsruher Institut für Technologie (KIT).
Geladen - der Batteriepodcast