Startseite > Smarter World > Preiswerte, umweltfreundliche Redox-Flow-Batterie

»Plaste und Elaste«

Preiswerte, umweltfreundliche Redox-Flow-Batterie

23. Oktober 2015, 14:07 Uhr | Hagen Lang

Die Jenaer Forscher Prof. Dr. Ulrich S. Schubert, Tobias Janoschka und Dr. Martin Hager mit der neuen Batterie.

Jenaer Forscher haben eine Redox-Flow-Batterie entwickelt, die als Elektroden statt hochkorrosiver Vanadium-Elektrolyte, preiswerte und sichere Elektrolyte aus Kochsalzlösung und neuartigen Polymeren nutzt. In ersten Tests bestand die Redox-Flow-Batterie 10.000 Ladezyklen, ohne nennenswert an Kapazität einzubüßen.

Redox-Flow Batterien nutzen keine festen Stoffe als Elektroden, sondern zwei Elektrolytlösungen als Plus- und Minus-Pol. Zur Energieerzeugung werden die Lösungen in eine elektrochemische Zelle eingebracht, in der sie – durch eine Membran an der Vermischung gehindert – reduziert bzw. oxidiert werden und elektrische Energie aufnehmen, bzw. abgeben. Der Nachteil des Konzeptes liegt in der Nutzung in hochaggressiver Schwefelsäure gelöster Vanadium-Ionen. »Das ist nicht nur extrem teuer, sondern die Lösung ist zudem hochkorrosiv, so dass eine spezielle Membran nötig und die Lebensdauer der Batterie begrenzt ist«, so Dr. Martin Hager vom Institut für Organische Chemie und Makromolekulare Chemie der Universität Jena am Zentrum für Energie und Umweltchemie (CEEC Jena).

Dagegen basieren die Elektrolyte der Jenaer Batterie auf einer wässrigen Kochsalzlösung, in der Polymere »schwimmen«, die vom Aufbau her Plexiglas und Styroporen ähneln. Sie sind um funktionale Einheiten ergänzt, so dass sie Elektronen abgeben und aufnehmen können. »Das Neuartige an unserem Batteriesystem ist, dass es deutlich günstiger hergestellt werden kann, aber dennoch fast die Kapazität und Leistung herkömmlicher, metall- und säurehaltiger Systeme erreicht«, sagt Dr. Hager.

»Diese auf Polymeren basierende Redox-Flow-Batterie eignet sich daher ideal als Energiespeicher für große Windkraft- und Solaranlagen«, ergänzt Prof. Dr. Ulrich S. Schubert, Lehrstuhlinhaber des Instituts. Das aktuelle System hat eine Energiedichte von 10 Wh pro Liter, doch leistungsstärkere Systeme sind bereits in der Entwicklung.

Die Entwicklung der preiswerten und umweltfreundlichen Redox-Flow-Technologie erfolgt durch ein Forscherteam der Friedrich-Schiller-Universität Jena, des Zentrums für Energie und Umweltchemie (CEEC Jena) und der JenaBatteries GmbH – einer Ausgründung der Uni Jena. Letzterer obliegt auch die Weiterentwicklung der Technologie zu marktreifen Produkten.