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,
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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)
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Amazemet Sp. z o.o. (Polen)
–
Bar-Ilan University (Israel)
–
Zentrum für Sonnenenergie- und Wasserstoff-Forschung Baden-
Württemberg (ZSW) (Deutschland)
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Danube Cell Manufacturing GmbH (Österreich)
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Imperial College London (Großbritannien)
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Lappeenranta-Lahti University of Technology (LUT) (Finnland)
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F6S Network (Irland)
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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