Im Verbundprojekt CaSino arbeiten Forschende des Karlsruher Instituts für Technologie (KIT) mit Partnern an Batterien der nächsten Generation auf Basis von Calcium.
Der Abbau von Lithium und weiterer notwendiger Rohstoffe wie Nickel und Kobalt zur Herstellung von Batterien verursacht hohe ökologische Kosten und stößt bald an natürliche Grenzen. Eine Alternative sind möglicherweise Calcium-Schwefel-Batterien, deren Entwicklung in dem vom Deutschen Zentrum für Luft- und Raumfahrt (DLR) koordinierten Verbundprojekt CaSino vorangetrieben wird.
„Calcium besitzt wie Lithium eine hohe Speicherkapazität und Zellspannung“, sagt Maximilian Fichtner, Direktor des vom KIT in Kooperation mit der Universität Ulm gegründeten Helmholtz-Instituts Ulm (HIU). „Es ist außerdem das fünfthäufigste Element in der Erdkruste und weltweit gleichmäßig verfügbar. Daher ist Calcium auch viel kostengünstiger als Lithium und bietet eine stabilere Materialienlieferkette.“ Mit der Entwicklung von ersten stabilen Prototypen hatte das Team am HIU bereits zuvor den Grundstein für die neue Calcium-Technologie gelegt. Durch innovative Materialentwicklung sollen in CaSino nun wesentliche Fortschritte in Bezug auf Zyklenstabilität und Energiedichte erreicht werden.
„Die größte Herausforderung ist nach wie vor die Reaktionsfreudigkeit des Calciums, wodurch es ungünstige Oberflächenschichten ausbildet“, erklärt Zhirong Zhao-Karger vom HIU, die das Projekt leitet. „Dank eines Elektrolyten auf Bor-Basis erzielen wir aber bereits nach dem letzten Stand der Technik die besten elektrochemischen Eigenschaften.“ Gemeinsam mit der IoLiTec GmbH, einem Spezialisten für ionische Flüssigkeiten, wird am HIU nun eine weitere Verbesserung des Elektrolyten angestrebt. Das Bundesministerium für Bildung und Forschung fördert CaSino für vorerst drei Jahre. (oe)
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