Neue Aluminium-Ionen-Batterie kommt auf den Prüfstand

Eine Probe in einem Raman-Mikroskop zur Untersuchung von Materialien für die Aluminium-Ionen-Batterie.Foto: Daniel Karmann / Fraunhofer IISB
Raman-Mikroskop am Fraunhofer THM, das im Projekt SALSA zur operando-Analytik von Elektroden und Elektrolyten der Aluminium-Ionen-Batterie eingesetzt wird.
Forscher:innen wollen neue skalierbare Materialien für wiederaufladbare Aluminium-Ionen-Batterien entwickeln. Der Fokus liegt auf der Verbesserung von Leistungsdichte, Energieeffizienz und Zyklenfestigkeit dieser neuen Batterietechnologie.

Im Forschungsprojekt SALSA beschäftigen sich Wissenschaftler:innen mit der Entwicklung einer Aluminium-Ionen-Batterie, die umweltverträgliche Alternative zur Lithium-Ionen-Batterie gilt. Dabei steht die Validierung und Weiterentwicklung der Aluminium-Ionen-Technologie im Fokus. Die Einsatzmöglichkeiten dieser neuen Zellchemie zur Netzstabilisierung wollen die Forscher:innen anhand von genormten Batterieprüfverfahren praktisch erproben.

Aluminium-Ionen-Batterien eigen sich laut den Projektbeteiligten aufgrund ihrer Zyklenfestigkeit und Leistungsdichte für stationäre Anwendungen. Das kann das Speichern großer Energiemengen, beispielsweise für einen Tag-/Nacht- oder Jahreszeitenausgleich, oder eine Stabilisierung des Stromnetzes durch die hochdynamische Glättung von Lastspitzen sein. Sensible Bereiche in Industrie, Gewerbe und Infrastruktur benötigen zudem unterbrechungsfreie Stromversorgungen (USV). Dabei soll die Aluminium-Ionen Batterie klare Vorteile hinsichtlich der Kosten, Rohstoffverfügbarkeit und Umweltbilanz bieten.

Feedbackschleife: Aluminium-Ionen-Batterie von der Forschung zur Praxis und wieder zurück

Im 2025 beendeten Projekt Innobatt haben Forscher:innen kleinformatige Aluminium-Ionen-Batterie-Zellen im Pouchzellformat gefertigt und in einen Systemdemonstrator integriert. Dieser wichtige Schritt des Demonstratorbetriebs soll Rückschlüsse auf die tatsächliche Performance der neuen Zelltechnologie ermöglichen. Denn erst die Skalierung auf Batteriemodule legt Verbesserungspotenziale für die Pouchzellen auf Materialebene offen. Daraus ergibt sich das Gesamtziel des Folgeprojekts SALSA: Die Entwicklung neuer skalierbarer Materialien für wiederaufladbare Aluminium-Ionen Batterie mit Fokus auf Verbesserung der Leistungsdichte, Energieeffizienz und Zyklenfestigkeit. Anhand genormter Batterieprüfverfahren sollen insbesondere die spezifischen Einsatzmöglichkeiten der Aluminium-Ionen-Batterie für eine USV praxisnah erprobt werden. Aus diesen Tests ergibt sich eine Feedbackschleife aus der Anwendung direkt zurück zur Materialentwicklung.

Das Projekt SALSA kann direkt auf die Erkenntnisse aus Vorgängerprojekten wie Innobatt aufbauen. So sind bereits zum Projektauftakt Aluminium-Ionen-Batterie-Module mit Standardlebensdauer verfügbar. Diese Module werden unter anwendungsnahen Belastungs- und Umgebungsbedingungen getestet. Im Projektverlauf kommen mindestens drei unterschiedliche Entwicklungsstufen der Batteriemodule auf den Prüfstand, um die Aktiv- und Passivmaterialien fortlaufend in einem iterativen Prozess zu verbessern. Das ermöglicht die Weiterentwicklung der Aktiv- und Passivmaterialien parallel zur Validierung.

SALSA-Projektkonsortium aus Industrie und Forschung

Das Projektkonsortium SALSA umfasst vier Industriepartner: HoppeckeE Batterien GmbH & Co. KG als Konsortialführer, EL-CELL GmbH, IoLiTec Ionic Liquids Technologies GmbH und SKW Stickstoffwerke Piesteritz GmbH. Auf akademisch-wissenschaftlicher Seite beteiligen sich die TU Bergakademie Freiberg (Institut für Anorganische Chemie), die TU Clausthal (Forschungszentrum Energiespeichertechnologien) sowie die Fraunhofer-Gesellschaft mit den Instituten Fraunhofer IISB / Fraunhofer THM und Fraunhofer IAP. SALSA wird vom  Das Bundesministerium für Wirtschaft und Energie (BMWE) fördert im Rahmen des Bereichs Stromnetze und Stromspeicher das Projekt SALSA, das bis Juli 2028 läuft.

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Quelle: Fraunhofer IISB | solarserver.de © Solarthemen Media GmbH

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