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Prof. Hans Jürgen Seifert forscht an neuen Materialien für Lithium-Ionen-Batterien. Sie sollen Akkus für ihren Einsatz in Elektro- und Hybridautos leistungsstärker, preisgünstiger und sicherer machen. (Detlev Müller)
Pressebilder: Forschung
Sabine Schreiber, wissenschaftliche Mitarbeiterin am Institut für Aufbereitungsmaschinen, führt mit internationalen Studierenden einen Punktlastversuch an einem Granit durch. Mit dem Versuch kann die Druckfestigkeit des Gesteins bestimmt werden. (Detlev Müller)
Pressebilder: Studium
Die Info-Theke ist ein neuer Service der Dauerausstellung terra mineralia. Hier können unter anderem Führungen gebucht werden. (Detlev Müller)
Pressebilder: Universität
Lithium-Forschung vom Rohstoff bis zur Batterie
Das "Öl von morgen" wird es genannt - der Rohstoff Lithium. Das Leichtmetall ist unter anderem wichtiger Bestandteil der Lithium-Ionen-Batterien, die in Zukunft Elektro- und Hybridautos mit mobiler Energie versorgen sollen. Doch die weltweite Versorgung mit Lithium gilt noch nicht als gesichert. Um dem derzeitigen "Lithium-Fieber" der Industrie zu begegnen, entwickeln Freiberger Wissenschaftler neue Verfahren, wie sie das seltene Element in Bolivien aber auch im Erzgebirge gewonnen werden kann.
Die TU Bergakademie verfügt als Ressourcenuniversität über die einmalige Infrastruktur, um alle Schritte - von der Erkundung über die Aufbereitung bis zur Gewinnung des Lithiums - zu erforschen.
Lithium-Gewinnung in Bolivien
"Lithium wird zu einem strategischen Energie-Rohstoff", ist sich Prof. Wolfgang Voigt vom Institut für Anorganische Chemie sicher. Derzeit wird das seltene Element hauptsächlich aus den Restlösungen ausgetrockneter Salzseen im Hochgebirge Südamerikas, den so genannten Salaren, gewonnen. Die größten Reserven liegen aber im Salar de Uyuni in Bolivien und wurden noch nicht angetastet. Freiberger Chemiker um Prof. Voigt haben 2009 mit der dort ansässigen Universität in Potosi ein gemeinsames Forschungsprogramm gestartet, um für diesen Salar effektive Methoden der Gewinnung von Lithiumsalz zu entwickeln. Dabei kommen die an der TU Bergakademie entwickelten „Freiberger Eindampfkegel“ zum Einsatz. Die Forscher nutzen die Möglichkeit, das neue Gewinnungsverfahren direkt im Salar zu erproben und zu optimieren.
Lithium-Vorkommen in Sachsen
Die steigende Nachfrage nach Lithium in Deutschland wird derzeit ausschließlich über Importe gedeckt. Dabei kommt das Leichtmetall auch in Deutschland vor. Die größten heimischen Lithiumressourcen liegen in Zinnwald im Erzgebirge. Wissenschafter um Prof. Jens Gutzmer, Professor für Lagerstättenlehre und Petrologie am Institut für Mineralogie, erforschen neue Wege, diese heimischen Lagerstätten wirtschaftlich zu nutzen. „Die Vorkommen in Sachsen rangieren, was die Menge an enthaltenem Lithium betrifft, weltweit unter den Top 10-Lagerstätten“, schätzt Prof. Gutzmer. So liegen in Zinnwald nach älteren Schätzungen rund 50 Kilotonnen Lithium. „Wir gehen davon aus, dass der Gehalt sogar noch höher liegt.“
Ziel ist es, eine kostengünstige und umweltschonende Technologie zur Herstellung von hochreinem Lithiumkarbonat aus den Erzen zu entwickeln. Mit den steigenden Lithium-Preisen werden solche Technologien auch weltweit interessant. „Das Verfahren könnte an ähnlichen Lagerstätten zum Einsatz kommen, etwa in Russland oder England“, blickt Prof. Gutzmer voraus.
Werkstoffe für preisgünstige und sichere Lithium-Ionen-Batterien
Die Verfügbarkeit über Lithium ist eine wesentliche Voraussetzung, um weltweit den Automobilverkehr auf Elektromobilität umzustellen. Denn als mobile Energiespeicher, die die Fahrzeuge mit Strom versorgen, sind Lithium-Ionen-Batterien die erste Wahl. Doch noch sind die Akkus für einen wirtschaftlichen Einsatz zu schwach, zu teuer und häufig auch zu unsicher. Neue Werkstoffe sollen in Zukunft die Kosten der Batterien senken und gleichzeitig ihre Leistung und Sicherheit erhöhen. An diesem Ziel forschen Wissenschaftler eines neuen nationalen Schwerpunktprogamms der Deutschen Forschungsgemeinschaft (DFG). Koordinator und Sprecher des Programms ist Prof. Hans Jürgen Seifert von der TU Bergakademie Freiberg. Das Projekt, das im Sommer 2010 startet, soll sechs Jahre lang mit jährlich 1,6 Millionen Euro gefördert werden. Die Forschungen sind Teil der Freiberger „Lithium-Iniative“, zu der sich im Mai 2009 Forscher an der TU Bergakademie Freiberg zusammengeschlossen haben. Zudem ist die TU Bergakademie Freiberg Mitglied im „Verbund Süd im Projekt Elektrochemie für Elektromobilität“, der vom Bundesministerium für Bildung und Forschung (BMBF) mit 20 Millionen Euro aus dem Konjunkturpaket II gefördert wird.
Foto: Mineraloge Prof. Jens Gutzmer, Werkstoffwissenschaftler Prof. Hans Jürgen Seifert und Chemiker Prof. Wolfgang Voigt forschen gemeinsam in der Freiberger Lithium-Initiative.
Lithium-Gewinnung in Bolivien
"Lithium wird zu einem strategischen Energie-Rohstoff", ist sich Prof. Wolfgang Voigt vom Institut für Anorganische Chemie sicher. Derzeit wird das seltene Element hauptsächlich aus den Restlösungen ausgetrockneter Salzseen im Hochgebirge Südamerikas, den so genannten Salaren, gewonnen. Die größten Reserven liegen aber im Salar de Uyuni in Bolivien und wurden noch nicht angetastet. Freiberger Chemiker um Prof. Voigt haben 2009 mit der dort ansässigen Universität in Potosi ein gemeinsames Forschungsprogramm gestartet, um für diesen Salar effektive Methoden der Gewinnung von Lithiumsalz zu entwickeln. Dabei kommen die an der TU Bergakademie entwickelten „Freiberger Eindampfkegel“ zum Einsatz. Die Forscher nutzen die Möglichkeit, das neue Gewinnungsverfahren direkt im Salar zu erproben und zu optimieren.
Lithium-Vorkommen in Sachsen
Die steigende Nachfrage nach Lithium in Deutschland wird derzeit ausschließlich über Importe gedeckt. Dabei kommt das Leichtmetall auch in Deutschland vor. Die größten heimischen Lithiumressourcen liegen in Zinnwald im Erzgebirge. Wissenschafter um Prof. Jens Gutzmer, Professor für Lagerstättenlehre und Petrologie am Institut für Mineralogie, erforschen neue Wege, diese heimischen Lagerstätten wirtschaftlich zu nutzen. „Die Vorkommen in Sachsen rangieren, was die Menge an enthaltenem Lithium betrifft, weltweit unter den Top 10-Lagerstätten“, schätzt Prof. Gutzmer. So liegen in Zinnwald nach älteren Schätzungen rund 50 Kilotonnen Lithium. „Wir gehen davon aus, dass der Gehalt sogar noch höher liegt.“
Ziel ist es, eine kostengünstige und umweltschonende Technologie zur Herstellung von hochreinem Lithiumkarbonat aus den Erzen zu entwickeln. Mit den steigenden Lithium-Preisen werden solche Technologien auch weltweit interessant. „Das Verfahren könnte an ähnlichen Lagerstätten zum Einsatz kommen, etwa in Russland oder England“, blickt Prof. Gutzmer voraus.
Werkstoffe für preisgünstige und sichere Lithium-Ionen-Batterien
Die Verfügbarkeit über Lithium ist eine wesentliche Voraussetzung, um weltweit den Automobilverkehr auf Elektromobilität umzustellen. Denn als mobile Energiespeicher, die die Fahrzeuge mit Strom versorgen, sind Lithium-Ionen-Batterien die erste Wahl. Doch noch sind die Akkus für einen wirtschaftlichen Einsatz zu schwach, zu teuer und häufig auch zu unsicher. Neue Werkstoffe sollen in Zukunft die Kosten der Batterien senken und gleichzeitig ihre Leistung und Sicherheit erhöhen. An diesem Ziel forschen Wissenschaftler eines neuen nationalen Schwerpunktprogamms der Deutschen Forschungsgemeinschaft (DFG). Koordinator und Sprecher des Programms ist Prof. Hans Jürgen Seifert von der TU Bergakademie Freiberg. Das Projekt, das im Sommer 2010 startet, soll sechs Jahre lang mit jährlich 1,6 Millionen Euro gefördert werden. Die Forschungen sind Teil der Freiberger „Lithium-Iniative“, zu der sich im Mai 2009 Forscher an der TU Bergakademie Freiberg zusammengeschlossen haben. Zudem ist die TU Bergakademie Freiberg Mitglied im „Verbund Süd im Projekt Elektrochemie für Elektromobilität“, der vom Bundesministerium für Bildung und Forschung (BMBF) mit 20 Millionen Euro aus dem Konjunkturpaket II gefördert wird.
Foto: Mineraloge Prof. Jens Gutzmer, Werkstoffwissenschaftler Prof. Hans Jürgen Seifert und Chemiker Prof. Wolfgang Voigt forschen gemeinsam in der Freiberger Lithium-Initiative.
Weitere Informationen unter:
http://tu-freiberg.de/presse/pressemappe/lithium.html
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- Aktualisierung: 30.11.2009,
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