Leistungsstärkste Redox-Flow-Batterie hält länger
US-Forschern gelingt Durchbruch - Mit Zucker schalten die Akkus den Turbo ein
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Mit Zucker versetzter Elektrolyt für die Redox-Flow-Batterie (Foto: Andrea Starr/PNNL) |
Richland (pte016/11.07.2023/12:30)
Forscher des Pacific Northwest National Laboratory (PNNL) haben mit einem neuen Ansatz eine Redox-Flow-Batterie entwickelt, die die Leistung bisheriger Systeme um 60 Prozent übertrifft und damit eine Pionierleistung vollbracht. Auch die Lebensdauer verbessert sich. Der Stromspeicher arbeitet mit wässrigen Elektrolyten, die Fluorenol enthalten, eine Alkoholart. Dem Anolyt, also dem Elektrolyten auf der Anodenseite der Batterie, fügten sie β-Cyclodextrin hinzu - eine Zuckerart, die als Lebensmittelzusatzstoff zugelassen ist und eine große Bedeutung in der Medikamentenherstellung hat. Die Forschungsergebnisse erschienen kürzlich im Fachjournal "Joule".
"Ganz andere Art von Katalysator"
"Das ist ein brandneuer Ansatz zur Entwicklung von Flow-Batterieelektrolyten", erklärt Hauptautor und PNNL-Batterieforscher Wei Wang. "Wir haben gezeigt, dass man eine ganz andere Art von Katalysator verwenden kann, um die Energieumwandlung zu beschleunigen." Redox-Flow-Batterien gelten als Rückgrat einer emissionsfreien Stromversorgung. Sie speichern große Mengen an elektrischer Energie, wenn Wind und Sone sie im Überfluss produzieren. Umgekehrt geben sie den Strom wieder ab, wenn das Netz schwächelt.
Redox-Flow- oder Fluss-Batterien bestehen aus zwei Tanks, in denen sich die beiden Elektrolyte befinden. Diese werden in die eigentliche Batterie gepumpt. Darin fließen sie aneinander vorbei, getrennt von einer Membran, die Ionen passieren lässt, also elektrisch geladene Teile von Atomkernen. Protonen und Elektronen wechseln an der Membran von einem zum anderen Elektrolyten, und zwar beim Aufladen in die eine, beim Entladen in die andere Richtung. Die Kapazität dieser Batterie hängt im Wesentlichen von der Größe der Elektrolyt-Tanks ab.
Dauerhaft zuverlässig
Um als Puffer in Stromnetzen zu fungieren, müssen Batterien gebaut werden, die die Größe eines Fußballfeldes oder mehr erreichen. Die Kosten für diese Speicher liegen weit unter denen von Lithium-Ionen-Batterien, benötigen jedoch weit mehr Platz bei gleicher Leistung. Außerdem geben sie den gespeicherten Strom deutlich langsamer ab als Lithium-Ionen-Akkus. Ebenso langwierig ist das Aufladen. Da Strommangel im Netz meist länger andauert, sind das keine Hindernisse, zumal die Redox-Flow-Batterie einen entscheidenden Vorteil hat: Strom kann für lange Zeit gespeichert werden. Eine Selbstentladung findet kaum statt.
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