Große und leistungsfähige Redox-Flow-Batterie

Im Rahmen der Entwicklung großer, leistungsfähiger elektrischer Energiespeicher zur Speicherung von Überschussstrom hat das Fraunhofer-Institut für Umwelt-, Sicherheits- und Energietechnik UMSICHT eine Redox-Flow-Batterie mit einer Zellgröße von 0,5 Quadratmeter entwickelt, was einer Stackleistung von 25 kW entspricht.

Eine derartige Batterie kann zum Beispiel 2000 Haushalte mit Strom versorgen. Zum Vergleich: Herkömmliche DIN-A4-Blatt-große Redox-Flow-Batterien haben eine Leistung von 2,3 Kilowatt.Redox-Flow-Batterien bieten eine gute Möglichkeit, um die Schwankungen bei erneuerbaren Energien auszugleichen und eine stetige Versorgung zu sichern. Sie speichern elektrische Energie in chemischen Verbindungen, den flüssigen Elektrolyten. Die Ladung und Entladung der Elektrolyten findet dabei in kleinen Reaktionskammern statt. Mehrere dieser Zellen werden nebeneinander zu Stapeln, Stacks, aufgereiht. Doch bislang liefern die auf dem Markt verfügbaren etwa DIN-A4- Blatt großen Batterien (1/16 Quadratmeter) nur eine Leistung von 2,3 Kilowatt (kW). Diese Batterie präsentieren die Wissenschaftler auf der Hannover Messe am Fraunhofer-Stand. Der Prototyp verfügt über einen Wirkungsgrad von bis zu 80 Prozent. Er kann mit Strömen von bis zu 500 Amper belastet werden. Die Redox-Flow-Zelle (Red für Reduktion = Elektronenaufnahme, Ox für Oxidation = Elektronenabgabe) ist ein Akkumulator. Sie speichert Energie in Elektrolytlösungen. Diese fließen aus Tanks durch eine Zelle, die in einem chemischen Prozess daraus Strom erzeugt. Am weitesten verbreitet ist die Vanadium-Redox-Flow-Batterie. Die Ladung und Entladung des Vanadiums findet in kleinen Reaktionskammern statt. Mehrere dieser Zellen sind nebeneinander zu Stapeln, Stacks, aufgereiht. Das erhöht die Leistung der Batterie. Redox-Flow-Batterien bieten einige Vorteile: Sie sind kostengünstig, robust, langlebig und lassen sich individuell anpassen.  

Die UMSICHT-Experten arbeiten gemeinsam mit ihren Kollegen vom Fraunhofer-Institut für Chemische Technologie ICT und vom Fraunhofer-Institut für Solare Energiesysteme ISE in einem vom Bundesministerium für Umwelt, Naturschutz und Reaktorsicherheit (BMU) geförderten Projekt an Redox-Flow-Batterien.

Bild: UMSICHT – Die neuartige
Redox
-Flow Batterie besteht aus drei Zellen.

Erstellt am 9.4.2013

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