REDOX-Flow-Batterien

Aufgrund der neuen Energiepolitik und gesellschaftlichen Umdenkens, werden Energiespeicher benötigt, die den Ertrag von erneuerbaren Energien optimal zum Einsatz bringen und eine längere Speicherung und hohe Kapazität von Energie ermöglichen, wie sie zum Beispiel bei strombetriebenen Fahrzeugen benötigt werden.

Wegen ihrer besonderen Technik zählen REDOX-Flow-Batterien zu den Energiespeichern der Zukunft. Sie sind elektrochemische Speicher, die mittels zweier Flüssigkeiten zur Stromspeicherung verhelfen und ermöglichen eine Skalierung der Leistung, unabhängig von der Energiemenge.

Funktionsweise der REDOX-Flow-Batterien

Es werden flüssige Elektrolyten verwendet, in zwei unabhängigen Kreisläufen in einer Zelle an Elektroden fließen. Ein Austausch von Ionen findet an der Membran statt. Als Boden dienen Graphitfilze, die eine chemisch ungewollte Reaktion auschließen sollen. Die Elektrolypaare Zink-Brom, Polysulfid-Bromid und Vanadium-Vanadium sind Beispiele von Redoxpaaren, die bereits erfolgreich getestet und angewandt wurden. Sehr erfolgreich wurde die REDOX-Flow-Batterie mit zwei gleichen Flüssigkeiten getestet, nämlich das Redoxpaar Vanadium-Vanadium. Da Vanadium beliebigwertig eingesetzt werden kann, konnte man eine überraschend hohe Effizienz errechnen. Die Elektrolyte zeichnen sich dadurch aus, dass sie mit einer Effiezienz von 75-80 Prozent arbeiten. Die Technik des REDOX-Flow-Prinzips gibt es schon länger und wird auch vielfach mehr oder minder erfolgreich eingesetzt. Redox-Flow-Energiespeicher schaffen eine hohe Zyklenanzahl und lassen sich so lange Zeit wieder verwenden.

Entwicklungsbedarf der Redox-Flow-Energiespeicher

Um eine höhere Kapazität zu erreichen, müssen größere Einheiten entwickelt werden. Dabei stellt sich die Aufgabe, die Elektrolyte über größerer Flächen gleichmäßig fließen zu lassen und damit einen größeren Speicher, der in Megawattbereiche hineinreicht, zu nutzen. Die Wissenschaft hat sich mit der Wirtschaft zusammengeschlossen, um effektivere Stromspeicher als die Lithium-Ionen-Akkus zu entwickeln. Gerade die REDOX-Flow-Energiespeicher liefern eine große Entwicklungsmöglichkeit. So werden verschiedene als Redoxpaare dienende Elektrolyte erforscht, die eine noch höherer Effizienz und Langlebigkeit zu erzielen. So ist auch die Hürde zu nehmen, dass Redox-Flow-Energiespeicher in einer bestimmten Temperatorspanne arbeiten. Auch die Membrane werden beständig weiterentwickelt, um einen zuverlässigen Austausch der Elektrolyte zu gewährleisten.

Anwendungsgebiete für die Redox-Flow-Batterie.

Es ist geplant, Elektrofahrzeugen mittels hochkapazitiven Redox-Flow-Energiespeichern, weitere Strecken Fahrzeit zu ermöglichen. Aufgrund der Technik dieser Batterien müssen keine ganzen Batterien ausgetauscht werden, sondern es kann ein Austausch von entladenen Flüssigkeiten gegen eine frisch geladene Flüssigkeiten stattfinden. Dieser Austausch könnte an Zapfsäulen von Tankstellen stattfinden. Die Redox-Flow-Batterien sind auch ideal als Absicherung vorhandener  Energieversorgungseinheiten. Bei Ausfall, kann auf diese Energiespeicher zurückgegriffen werden.