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Aktuelle gesellschaftliche Herausforderungen im Bereich der Energiespeicherung haben zu einer Intensivierung der Forschung geführt, die darauf abzielt, neue Batterietechnologien mit hoher Energiedichte zu entschlüsseln. Diese könnten disruptive Effekte auf den weltweiten Übergang zu einer weniger kohlenstoffabhängigen Energieökonomie durch den Transport haben, sowohl durch Elektrifizierung als auch durch die Integration erneuerbarer Energien. Neben kontroversen Debatten über die Lithiumversorgung ist die Entwicklung neuer nachhaltiger Batteriematerialien auf Basis abundanter Elemente ansprechend, insbesondere für großflächige stationäre Anwendungen. Interessante Alternativen sind die Verwendung von Natrium, Magnesium oder Kalzium anstelle von Lithium. Während im Fall von Na-Ionen schnelle Fortschritte aufgrund chemischer Ähnlichkeiten mit Lithium und dem angesammelten Li-Ionen-Batteriewissen im Laufe der Jahre erwartet werden, ist die Situation für Ca und Mg radical anders. Einerseits würde die Möglichkeit, Ca- oder Mg-Metallanoden zu verwenden, einen Durchbruch in Bezug auf die Energiedichte bringen; andererseits sind die Entwicklung geeigneter Elektrolyten und Kathoden mit effizienter Migration multivalenter Ionen Engpässe, die überwunden werden müssen. Dieser Artikel ist Teil einer Diskussionsausgabe 'Energiewerkstoffe für eine kohlenstoffarme Zukunft'.
Ponrouch et al. (Mon,) untersuchten diese Frage.