Die Vanadium-Redox-Flow-Batterie ist ein vielversprechender Energiespeicher für die bekanntermaßen dringend notwendige Energiewende. Sie zeichnet sich durch ihre hohe Langzeitstabilität und geringe Degradation aus, wodurch sie sich sehr gut für stationäre Anwendungen zur Zwischenspeicherung von Sonnen- und Windenergie eignet. Leistung und Speicherkapazität der Batterie sind getrennt skalierbar. Der Elektrolyt, in dem die elektrische Energie chemisch gespeichert wird, befindet sich in externen Tanks und wird durch die Zelle gepumpt. Zur Auf- bzw. Entladung der Batterie finden dann Reaktionen der aktiven Spezies, der Vanadium-Ionen, an porösen Kohlenstoffelektroden statt. Für weitere Optimierungen der Technologie sind Kenntnisse der detaillierten Prozesse dieser Reaktionen an den Elektroden notwendig. Die Untersuchung dieser Reaktionen erweist sich jedoch als sehr komplex, da die porösen Elektroden eine korrekte Messung erschweren. Die relevanten kinetischen Parameter werden daher experimentell an Kohlenstoffeinzelfaserelektroden gemessen. Über ein Impedanzmodell der porösen Elektrode können die ermittelten Parameter auf die Gesamtelektrode übertragen werden und das Gesamtoptimierungspotential der Elektroden bewertet werden.
Aktualisiert: 2023-01-12
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Die in Deutschland angestrebte Energiewende soll auf Dauer die erneuerbaren
Energien fördern, damit diese den Hauptanteil der verfügbaren Energie liefern. Ziel
ist es, Nuklear- sowie Kohlestrom dabei weitestgehend zu ersetzen. Bis zum Jahr 2050
soll die Stromerzeugung der erneuerbaren Energieträger von aktuell 28 % auf 80 %
wachsen 1. Die damit einhergehende Veränderung der Energieversorgung fordert
unter anderem die Nutzung und Etablierung von umweltfreundlichen und
leistungsfähigen dezentralen Energiespeichern 2. Für diese Anwendung ist die
Speicherung in Form von chemischer Energie in Batterien, welche je nach Bedarf sehr
schnell Strom speichern und an das Netz zurückgeben können, eine sinnvolle
Maßnahme. Ein kostengünstiger Betrieb sowie ein hoher Wirkungsgrad sind die
Voraussetzung, um einen (chemischen) Energiespeicher wirtschaftlich betreiben zu
können. Ein mögliches Konzept zur dezentralen Energiespeicherung ist die Zink-Luft
Batterie (ZLB).
Aktualisiert: 2023-01-01
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