MagS: Entwicklung einer Mg-S-Batterie

Das Magnesium-Schwefel-(Mg-S-)Batteriesystem ist bislang wenig untersucht worden, obwohl es einige Vorteile bietet:

• Mg-S-Systeme lassen sich gut und sicher handhaben.
• Die Magnesium-Anode neigt nicht dazu, dass sich darauf baumförmige Strukturen (Dendrite) bilden, die zu Kurzschlüssen und Kapazitätsverlusten führen können.
• Die Ausgangsstoffe kommen häufig in der Natur vor und sind entsprechend preiswert auf dem Markt verfügbar.
• Und in der Theorie können solche Batterien bei gleicher Kapazität leichter als die etablierten Lithium-Ionen-Batterien sein (hohe volumetrische Energiedichte).

Die Wissenschaftlerinnen und Wissenschaftler im Verbundprojekt MagS haben bereits im Labormaßstab demonstriert, dass eine aufladbare Mg-S-Batterie prinzipiell funktioniert. Nun wollen die sechs beteiligten Institute und Unternehmen das System verbessern und unter anderem einen neuartigen Elektrolyten einsetzen, um die Leistungsfähigkeit zu erhöhen.

Experimentelle Untersuchungen und theoretische Studien sollen wichtige Erkenntnisse liefern, nach welchem Mechanismus die Magnesium-Schwefel-Reaktion in der Batterie abläuft, über die zum Start des Projektes noch wenig bekannt ist. Damit hoffen die Wissenschaftlerinnen und Wissenschaftler, besser verstehen zu können, wie alle Materialen miteinander wechselwirken und im Laufe des Batterielebens altern.

Auf der Grundlage dieser Ergebnisse sollen dann erste Batteriezellen im Pouchformat sowie nach Möglichkeit auch in einem größeren VDA-Format entwickelt und in einer Pilotfertigung hergestellt werden. Diese Mg-S-Zellen sollen dann unter Bedingungen untersucht werden, wie sie in realen Anwendungen vorherrschen: Deshalb werden diese Belastungstests nach den Vorgaben der Industrie anhand eigens erstellter Lastprofile für den elektromobilen Stadt- und kombinierten Stadt-Land-Verkehr vorgenommen.