HighMag: Magnesium-Batterien als Schlüsseltechnologie für die nachhaltige Energiezukunft

Wien (OTS) – Mit dem EU-geförderten Forschungsprojekt HighMag startet
unter
Leitung des AIT Austrian Institute of Technology eine europaweite
Initiative zur Entwicklung einer neuen Generation von Batterien auf
Magnesium-Basis. Ziel ist es, leistungsfähige, nachhaltige und
kostengünstige Alternativen zu Lithium-Ionen-Batterien für Mobilitäts
– und Energiespeicheranwendungen zu schaffen.

Zwtl.: Von Lithium zu Magnesium: Warum ein Technologiewechsel
notwendig wird

Die Elektrifizierung von Verkehr und Energiesystemen schreitet in
hohem Tempo voran. Der weltweite Hochlauf erneuerbarer Energien
verstärkt den Bedarf an leistungsfähigen Speicherlösungen. Lithium-
Ionen-Batterien (LIBs) sind zwar heute Stand der Technik – ihre
Grenzen sind jedoch unübersehbar:

begrenzte Rohstoffverfügbarkeit bei Lithium, Kobalt und Nickel,

Kostensteigerungen und geopolitische Abhängigkeiten,

sicherheitsrelevante Risiken wie thermisches Durchgehen,

unzureichende Recyclingprozesse,

hohe ökologische und soziale Belastungen beim Rohstoffabbau.

Diese Faktoren verdeutlichen den strategischen Bedarf an
Alternativen. Unter den „Post-Lithium“-Technologien rücken Magnesium-
Batterien zunehmend in den Fokus: Magnesium ist in der Erdkruste etwa
1.000-mal häufiger als Lithium, sicherer in der Handhabung,
kostengünstig und besitzt ein hohes theoretisches Speicherkapazitäts-
Potenzial.

Zwtl.: HighMag: Generation-5-Batterien auf Magnesium-Basis

Im Projekt HighMag („High-energy, low-cost and scalable
generation 5 magnesium-based batteries for mobility applications and
beyond“) werden zwei Batteriearchitekturen parallel weiterentwickelt:
Zum einen Magnesium-Schwefel-Systeme mit Konversionskathoden, zum
anderen Magnesium-Metall-Systeme mit Insertionskathoden. Dazu wird
ein neuartiger, beschichteter Mg-Anodenwerkstoff in Pulverform
entwickelt, der für beide Systeme geeignet ist.

Das Projekt verfolgt einen systemischen Ansatz, der die gesamte
Wertschöpfungskette umfasst:

Materialebene: Entwicklung und Synthese von hochleistungsfähigen
Kathoden, stabilen Elektrolyten und beschichteten Anoden.

Zellebene: Optimierung der Separatoren, Elektrodenbeschichtungen
und Zellarchitektur.

Systemebene: Validierung im Pilotmaßstab mit Pouchzellen sowie
Bewertung von Sicherheit, Nachhaltigkeit und Rezyklierbarkeit.

HighMag adressiert damit die zentrale Herausforderung von
Magnesium-Batterien: die bislang geringe elektrochemische Aktivität
und Stabilität in wiederaufladbaren Systemen. Durch den Einsatz
fortschrittlicher Charakterisierungsmethoden und
iterativerFeedbackschleifen zwischen Materialentwicklung, Elektrolyt-
Design und Zelltests soll der Technologiereifegrad von TRL 2 auf TRL
4 angehoben werden.

Beitrag des AIT: Von der Materialentwicklung bis zur Pilotzelle

Als Koordinator übernimmt das AIT Austrian Institute of
Technology nicht nur die Gesamtsteuerung, sondern auch
Schlüsselaufgaben in der direkten Forschung und Entwicklung. Die
Expert:innen der Competence Unit Battery Technologies bearbeiten:

nachhaltige Syntheserouten für Mangan-basierte
Insertionskathoden,

gasanalytische Untersuchungen zur Stabilität und Sicherheit von
Magnesium-Systemen,

die Skalierung von Elektrodenbeschichtungen von der Laboranlage
bis zum Pilotmaßstab,

die Fertigung von Pouchzellen-Prototypen zur technologischen
Validierung,

sowie die Erforschung innovativer Recyclingstrategien , um
Kreislauffähigkeit von Beginn an mitzudenken.

Projektleiter Dr. Yuri Surace, Senior Scientist am AIT,
unterstreicht die Bedeutung: „Magnesium steht an der Spitze der
nächsten Batteriegeneration. Mit HighMag entwickeln wir nachhaltige,
leistungsstarke und kostengünstige Alternativen zu Lithium-Ionen-
Batterien. Unser Ziel ist es, die Technologie vom Labor bis zur
Pilotproduktion voranzubringen – ein wichtiger Schritt für sichere
und ressourcenschonende Energiespeicherlösungen, die Mobilität und
Energiewende nachhaltig prägen werden.“

Auch Prof. Andreas Kugi, Scientific Director des AIT,
unterstreicht: „HighMag ist ein Leuchtturmprojekt der europäischen
Batterieforschung. Mit der Entwicklung von Magnesium-Batterien von
der Grundlagenforschung bis hin zur industriellen Machbarkeit stärken
wir Europas technologische Souveränität und schaffen die Basis für
eine nachhaltige und resiliente Energiezukunft.“

Zwtl.: Nachhaltigkeit und industrielle Anschlussfähigkeit

Ein zentrales Leitprinzip von HighMag ist Safe-and-Sustainable-by
-Design (SSbD). Von der Materialentwicklung bis zum Recycling werden
Umwelt- und Sicherheitsaspekte integriert. Parallel dazu legt das
Projekt großen Wert auf industrielle Umsetzbarkeit: Die Technologien
werden so entwickelt, dass sie mit bestehenden Produktionslinien für
Lithium-Ionen-Batterien kompatibel sind. Damit schafft HighMag die
Voraussetzungen für eine rasche Skalierung und eine strategische
Stärkung der europäischen Batterieindustrie.

Zwtl.: Das HighMag-Konsortium

Das Projekt vereint 13 führende Institutionen aus Wissenschaft
und Industrie in Europa und Israel:

AIT Austrian Institute of Technology (Koordinator, Österreich)

University of Limerick (Irland)

Commissariat à l’Energie Atomique et aux Energies Alternatives (
CEA) (Frankreich)

Karlsruher Institut für Technologie (KIT) (Deutschland)

Albert-Ludwigs-Universität Freiburg (Deutschland)

Amazemet Sp. z o.o. (Polen)

Bar-Ilan University (Israel)

Zentrum für Sonnenenergie- und Wasserstoff-Forschung Baden-
Württemberg (ZSW) (Deutschland)

Danube Cell Manufacturing GmbH (Österreich)

Imperial College London (Großbritannien)

Lappeenranta-Lahti University of Technology (LUT) (Finnland)

F6S Network (Irland)

Paul Scherrer Institut (PSI) (Schweiz)

Förderung: Horizon Europe (HORIZON-CL5-2024-D2-02-02)
Laufzeit: 2025–2029 (48 Monate)
Projektwebsite: https://highmag-project.eu

Über das AIT: https://www.ait.ac.at/ueber-das-ait