ResiFlow (EXIST-Forschungstransfer)

Einem Wissenschaftlerteam vom ehemaligen EWE-Forschungszentrum Next Energy, heute DLR-Institut für Vernetzte Energiesysteme e. V., ist es gelungen, die Vanadium-Redox-Flow-Technologie entscheidend für den kosteneffizienten Einsatz in Heimenergiespeichern weiterzuentwickeln. Die mögliche Tragweite dieses Konzepts hat auch das Bundesministerium für Wirtschaft und Energie aufhorchen lassen: Mit der Bewertung als „herausragendes Gründungsvorhaben“ ist das Projekt in das „EXIST“-Forschungstransfer-Programm aufgenommen worden und soll mit finanzieller Unterstützung des Ministeriums und des Europäischen Sozialfonds (ESF) aus dem Forschungsbetrieb in eine innovative Unternehmensgründung überführt werden.

Unter dem Namen „ResiFlow“ will das Gründerteam um Dr. Jan grosse Austing auf Basis der Vanadium-Redox-Flow-Batterie (VRFB) einen neuartigen Heimenergiespeicher hervorbringen, der kostengünstig, umweltschonend und recyclebar ist. „Im Gegensatz zu den derzeit im Heimbereich eingesetzten Lithium-Ionen- und Blei-Gel-Batterien weist die VRFB eine extrem hohe Langlebigkeit von über 15.000 Vollzyklen auf – und das mit höchstmöglichen Sicherheitsstandards“, erklärt der Projektleiter. „Zudem lassen sich Leistung und Energie bauartbedingt unabhängig voneinander optimal für jeden Anwendungsfall skalieren. Die einzelnen Komponenten sind nicht entflammbar, sodass die Systeme unter dem Aspekt der Sicherheit unbedenklich sind.“ Die Technologie basiert auf unterschiedlichen Oxidationsstufen des Vanadiums, wobei es sich bei den elektrochemisch aktiven Substanzen um wiederverwertbare Vanadiumsalze handelt.

Den Wissenschaftlern ist es gelungen, diese Eigenschaften mit einer kostengünstigen Methode zur Leistungssteigerung der Batterie zu kombinieren. Im Alltagseinsatz kann der VRFB-Speicher somit helfen, den Eigenverbrauchsanteil des selbst erzeugten Stroms von PV-Anlagen auf bis zu 80 Prozent zu steigern. Diese Eigennutzung wird angesichts der fortschreitend fallenden Einspeisevergütung für privat produzierten Strom zunehmend wirtschaftlich attraktiv. Entsprechend entsteht ein hochrentables Produkt, das für den Heimanwender eine wertstabile Investitionsmöglichkeit darstellt.

Die Grundlage für die kleinskalige Anwendung der Vanadium-Redox-Flow-Technologie haben die Oldenburger Wissenschaftler mit einem neuartigen Dichtkonzept erzielen können. „Das ist eine entscheidende technische Innovation, mit der wir nicht nur die Fertigung der zentralen Wandlungseinheit stark vereinfachen, sondern auch die Abmasse und das Gewicht der Einheit deutlich verringern konnten“, erklärt Projektleiter grosse Austing. Zusätzlich wurde die Leistungsfähigkeit der Wandlungseinheit durch ein patentiertes Verfahren zur Elektrodenaktivierung erhöht: „Ein Kernelement der Redox-Flow-Batterie ist die Filzelektrode. Sie ist im unbehandelten Zustand hydrophob, was den Stofftransport zur Elektrodenoberfläche massgeblich hemmt. Dazu haben wir ein Plasmaverfahren entwickelt, welches eine gezielte Oberflächenbehandlung in einem schnellen und kosteneffizienten Prozess ermöglicht und so die Leistungsfähigkeit der Filze erhöht.“

Im Heimbereich wird die VRFB einen völlig neuen Anwendungsort finden. Bislang wird dieser Batterietyp aufgrund seiner Ausmaße und der Herstellungskosten ausschließlich als industrieller Großspeicher eingesetzt. Durch die Forschungsarbeiten des Gründerteams konnten jedoch im Labormaßstab Verbesserungen der Batterietechnologie erzielt werden, die die überlegende Technik auch für den Heimanwender zugänglich macht. Ein innovatives Verbundkonzept ermöglicht dabei die kostengünstige Produktion zentraler Systemkomponenten. Volumen und Materialeinsatz werden erheblich reduziert, sodass eine intelligente Raumintegration im Heimbereich möglich wird.

Quelle: http://www.forschung-entwicklung-online.de/2015/11/30/forscher-entwickeln-neuartigen-heimenergiespeicher-auf-basis-der-vanadium-redox-flow-techn-2288/ (küngster Zugriff: 10.08.2018)