In het kader van het Europese onderzoeksproject E-MAGIC ontwikkelen het Karlsruher Instituts für Technologie (KIT) en het Helmholtz Instituts Ulm (HIU) samen met enkele samenwerkingspartners een op magnesium gebaseerde accutechnologie. E-MAGIC staat hierbij voor European Magnesium Interactive Battery Community.
Magnesiumaccu’s
Accu’s op basis van magnesium zouden, net als accu’s op basis van fluoride, krachtiger moeten zijn dan lithium-ion accu’s. Ook wordt verwacht dat ze goedkoper en veiliger zijn dan de nu gebruikte lithium-ion accu’s. Dit verwachten de wetenschappers van het Karlsruher Instituts für Technologie en haar samenwerkingspartners, die deze magnesiumaccu’s vanuit het E-MAGIC onderzoeksproject ontwikkelen. Het onderzoeksproject E-MAGIC heeft van de Europese Unie een financiering van meer dan 6,5 miljoen euro gekregen en bundelt de relevante activiteiten van verschillende Europese wetenschappelijke instituten.
Voordelen
Een magnesiumaccu heeft een aantal belangrijke voordelen vergeleken met een conventionele lithium-ionaccu. Het magnesium, dat voor de anodes wordt gebruikt, heeft namelijk een veel hogere energiedichtheid en is bovendien ook veiliger in gebruik. „Magnesium is een veelbelovend materiaal en is een van de belangrijkste kandidaten in onze post-lithium-strategie“, zegt professor Maximilian Fichtner, de plaatsvervangende leider van het Helmholtz-Instituts Ulm (HIU), een van de door KIT in samenwerking met de Universiteit Ulm en de geassocieerde partners DLR en ZSW opgerichte centra voor onderzoek en ontwikkeling van elektrochemische accuconcepten. Magnesiumanode’s gaan namelijk niet kristalliseren. Een soortgelijk proces kan bij lithium-ionen accu’s leiden tot naaldvormige structuren en zo gevaarlijke kortsluitingen veroorzaken. „Bij magnesium heb je geen vergelijkbare processen. Daarom kunnen we magnesium in metallische vorm toepassen en zo direct profiteren van de hoge opslagcapaciteit van dit materiaal. Dat verhoogt de opslagcapaciteit van de accu“, volgens Zhao-Karger, verklaart Dr. Zhirong Zhao-Karger, die in de onderzoeksgroep van de HIU de activiteiten van dit nieuwe project coördineert.
Beslissende stap
„Een goede algemene beschikbaarheid van magnesiumaccu’s zou de beslissende stap kunnen zijn in de overgang naar elektrische mobiliteit en een bredere toepassing van decentrale energieopslag thuis.“ Om de ontwikkeling van dit nieuwe accuconcept te versnellen. Werkt de HIU in het E-MAGIC project samen met diverse andere wetenschappelijke centra op het gebied van onderzoek en ontwikkeling van accu’s. Het in het „Horizon 2020“ geïntegreerde EU-project bundelt de expertise van in totaal tien wetenschappelijke centra. De HIU krijgt een zescijferig bedrag voor de financiële ondersteuning. Om het internationale karakter aan te geven: E-MAGIC wordt gecoördineerd door de Spaanse Fundación Cidetec.
Uitdagingen
In E-MAGIC verenigen de onderzoekspartners alle noodzakelijke stappen voor de ontwikkeling van de nieuwe magnesium-accu’s, van het eerste onderzoek voor de wetenschappelijke basis tot aan de processen voor de productie van de accucellen. De wetenschappers van de HIU willen daarbij vooral een bijdrage leveren om de uitdagingen en problemen op het gebied van de materialen uit te zoeken om hier nieuwe oplossingen voor te ontwikkelen. „De voornaamste uitdaging bij magnesiumaccu’s is de levensduur “, aldus Dr. Zhirong Zhao-Karger.
