Batterien aus Magnesium

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Eine neue Batterie auf Magnesiumbasis kommt ohne giftige Metalle wie Blei oder Cadmium aus. Israelische Wissenschaftler haben einen Prototyp mit dem günstigen Leichtmetall als Anode entwickelt. Ähnlich wie eine Nickel-Cadmium-Batterie liefert sie 0,9 bis 1,2 Volt und lässt sich ohne großen Leistungsverlust wieder aufladen, berichten die Forscher im Fachblatt Advanced Materials (Bd. 15, S. 627).

Schon seit Jahrzehnten versuchen Wissenschaftler, Batterien mit dem günstigen und für die Umwelt unbedenklichen Magnesium herzustellen. Doch die dünnen Elektroden dieses Leichtmetalls erwiesen sich als sehr brüchig. Doron Aurbach und seine Kollegen von der israelischen Bar-Ilan University in Ramat-Gan meisterten dieses Problem nun mit einer Magnesium-Legierung, der drei Prozent Aluminium und ein Prozent Zink beigefügt wurde (AZ-31).

Als Kathoden-Material brauchten sie eine Substanz, in der Magnesium-Ionen bei der elektrochemischen Reaktion in der Batterie leicht aufgenommen werden können. Die Lösung fanden sie in einer Molybdänsulfid-Verbindung, bei der enthaltene Kupferanteile in einem chemischen Prozess durch Magnesium ersetzt werden konnten.

Als leitfähiger Elektrolyt zwischen den Elektroden griffen Aurbach und Kollegen auf eine organische Flüssigkeit zurück, die besonders das Wandern der Magnesium-Ionen von der Anode zur Kathode unterstüzt. Gelingt es, einen Herstellungsprozess für diese Magnesium-Batterie zu entwickeln, könnte sie als leichter, günstiger und umweltfreundlicher Ersatz für heutige Blei-Akkus oder Nickel-Cadmium-Batterien dienen.

In Hinblick auf Gewicht und Leistung kann sie zwar nur schwer mit Lithium-Ionen-Akkus konkurrieren, doch wäre sie deutlich günstiger als diese Kraftpakete, die vor allem in Laptops und Handys eingesetzt werden. Wegen des geringen Gewichts bieten sich Anwendungen in Elektromobilen an.

Jan Oliver Löfken

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