TU Freiberg stellt Aluminium-Batterie mit selbst entwickeltem Elektrolyten vor

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Bedeutende Fortschritte bei der Entwicklung einer Aluminium-Batterie meldet die TU Bergakademie Freiberg. Das Forschungsteam hatte es sich zur Aufgabe gemacht, einen kostengünstigen und nachhaltigen Energiespeicher zu entwickeln, dessen Materialien gut verfügbar und recycelbar sind. Ergebnis ist eine Batterie mit Aluminium als Anode, Grafit als Kathode und einem an der Universität entwickelten Elektrolyten auf Polymerbasis. Wie die TU am Donnerstag mitteilte, wird der erste Prototyp aus einem sogenannten Stack mit zehn Zellen bestehen und etwa eine Wattstunde Strom speichern können. Die Validierung des Prototyps für die industrielle Produktion werde bis Ende 2025 vom sächsischen Wirtschaftsministerium und dem Europäischen Fonds für regionale Entwicklung (EFRE) gefördert.

„Ziel der Weiterentwicklung ist eine Speicherkapazität von zehn Kilowattstunden, was der durchschnittlichen Tagesproduktion einer Photovoltaik-Anlage auf dem Dach eines Einfamilienhauses entspricht“, so Amir Mohammad, wissenschaftlicher Mitarbeiter des Instituts für Experimentelle Physik. Damit eigne sich die neuartige Aluminium-Polymer-Batterie für den Einsatz als stationärer Stromspeicher, speziell bei privaten Photovoltaik-Anlagen.

„Die Aluminium-Polymer-Batterie ist eine vielversprechende Alternative zu Lithium-Ionen-Batterien, an der mein Team schon seit rund zehn Jahren intensiv forscht und die nun im Hinblick auf eine industrielle Produktion und Anwendung geprüft wird“, so Dirk C. Meyer, Direktor des Instituts für Experimentelle Physik sowie Sprecher des Zentrums für effiziente Hochtemperatur-Stoffwandlung an der TU Bergakademie Freiberg. Besonderes Augenmerk legt das Team demnach auf die Elektrolytlösung zwischen Anode und Kathode und hat dafür einen Polymerelektrolyten auf Basis einer ionischen Flüssigkeit entwickelt. Genauer: eine Mischung aus Triethylaminhydrochlorid und Aluminiumchlorid, die zusammen mit Polyamid ein festes Netzwerk bilden. Dieser Festelektrolyt hat dem Forschungsteam zufolge im Vergleich zu traditionellen flüssigen Elektrolyten zahlreiche Vorteile: Er könne nicht auslaufen, sei resistent gegen Feuchtigkeit und Sauerstoff und reduzieet Korrosion. Zudem ersetze er die übliche Separator-Schicht, was die Batterie sicherer und kostengünstiger in der Herstellung mache.

Als nächsten Schritt will das Team jetzt die Verarbeitung der Materialien sowie die Herstellung der Aluminium-Polymer-Batterie in einer sogenannten Rolle-zu-Rolle-Fertigungsanlage testen. Belastbare Ergebnisse zur Verwertung ihres Batterie-Prototypen erwarten sie Ende 2025.

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