Die Wissenschaft sucht fieberhaft nach Stromspeichern für alternative Energien, zum Beispiel um große Photovoltaik-Anlagen damit auszustatten. Die bisher entwickelten Redox-Flow-Batterien enthalten Schwefelsäure und das teure Vanadium: Jetzt wird es billiger und umweltfreundlicher.


Neue Batterie überdauert mehr als 10.000 Ladezyklen

Ein Forscherteam an der Universität Jena hat laut einer Veröffentlichung des Wissenschaftsmagazins Nature auf dem Gebiet leistungsfähiger Stromspeicher einen großen Durchbruch erzielt: Sie entwickelten eine Redox-Flow-Batterie, die auf Polymerbasis funktioniert und als Lösungsmittel wässrige Kochsalzlösung beinhaltet. Damit heben die Chemiker die großen Nachteile bisheriger Flüssigbatterien zum Speichern großer Strommengen aus erneuerbaren Energien auf, die mit teurem Vanadium und aggressiven Säuren ausgestattet sind. Die Friedrich-Schiller-Universität Jena arbeitete hierfür mit dem Zentrum für Energie und Umweltchemie (CEEC Jena) und der JenaBatteries GmbH zusammen. Die neue Batterie hat in Labortests bereits 10.000 Ladezyklen überdauert, ohne besondere Leistungseinschränkungen zu erleiden. Sie besitzt eine Energiedichte von immerhin zehn Wattstunden pro Liter.


Beinahe so leistungsstark wie metall- und säurehaltige Batterien

Die neue Redox-Flow-Batterie besitzt also eine ähnliche Leistungsstärke und Kapazität wie die herkömmlichen Systeme, ist aber erhebliche preiswerter und umweltfreundlicher. Generell beinhaltet diese Batterieart zwei Tanks mit je einer Elektrolytlösung, die die beiden unterschiedlichen Pole bilden und als Energiespeicher fungieren. Zwischen den flüssigen Polen befindet sich eine Membran. Eine Pumpe befördert die Lösungen in eine elektrochemische Zelle, wo es zur Oxidation beziehungsweise Reduktion kommt, um Energie zu speichern oder freizusetzen. Die Selbstentladung ist in diesen Systemen gering, Leistung und Energiemenge lassen sich getrennt regulieren.

Die in den bisherigen Redox-Flow-Batterien genutzte Schwefelsäure ist nicht nur umweltschädlich, aufgrund ihrer hohe Aggressivität benötigt sie auch eine besonders teure Membran – insgesamt ist die Haltbarkeit begrenzt. Die in Kochsalzlösung schwimmenden Polymere der neuen Variante erfordern hingegen eine einfache Cellulose Membran statt eines teuren und gesundheitsschädlichen Metalls. Große Photovoltaik- und Windkraftanlagen könnten schon bald von den neuen Energiespeichern profitieren: Die Wissenschaftler arbeiten gemeinsam mit dem Startup-Unternehmen JenaBatteries GmbH bereits an der Marktreife ihres Produktes.

Quelle: solarserver.de

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