Entwicklung innovativer dünner Elektroden und angepasster Flussrahmen zur Effizienzsteigerung von Vanadium Redox Flow Batterien

Zielsetzung des Projekts ist die Bereitstellung einer neuen Generation von wartungsarmen elektrischen Redox-Flow-Speichern für die Glättung fluktuierender erneuerbarer Stromerzeugung zur Umsetzung der Energiewende. Der Fokus liegt auf der Hauptkomponente der Redox-Flussbatterien, der Wandlereinheit, u.a. bestehend aus Elektroden und darauf angepasstem Flussrahmen. Sowohl Simulationen als auch Messungen an neuen, im Projekt ELVABATT entwickelten Elektroden mit hoher Reaktionsoberfläche zeigen, dass bei deren Einsatz in einer Standard-Redox-Flow-Batterie ein überraschend großer Anteil des Elektroden-Volumens von 70 bis 80 % nicht für die Redox-Reaktion genutzt wird. Dies basiert sowohl auf der Verarmung der aktiven Vanadiumspezies entlang der Strömungsrichtung als auch auf der Tatsache, dass die Reaktion im Wesentlichen in Membrannähe stattfindet und nur ca. 1 mm der typischerweise 4 mm dicken Elektroden wirksam sind. Deshalb sollen Faktor 2 - 8 dünnere Elektroden mit vergleichbarer Leistungsdichte (zu ELVABATT) entwickelt und die Prozessierung dieser Elektroden optimiert werden. Außerdem werden neuartige Führungen der Elektrolytströmung betrachtet und das Stackdesign wird auf kürzere Elektroden angepasst. Die erzielbare Reduktion des eingesetzten Elektrodenmaterials bei verbesserter Performance des Stacks erlaubt einen kompakteren Stack-Aufbau, eine signifikante Reduktion der Systemgröße, eine deutliche Kostenreduktion für das Batteriesystem und somit eine Verbesserung der Marktfähigkeit der Speichertechnologie. Die Neuerungen sollen in kW Demonstratoren integriert und validiert werden.

Quelle: https://www.enargus.de/pub/bscw.cgi/?op=enargus.eps2&q=%2201187456/1%22&v=10&id=1220245 (jüngster Zugriff: 04.09.2024)