24. Juni 2019 
 
23. April 2018

Redox-Flow-Batterie: Netzspeicher für die Energiewende

Sie ist fast beliebig skalierbar, recyclebar und kann Energie stabil speichern: Die Redox-Flow-Batterie könnte ein entscheidendes Puzzleteil in den Energienetzen der Zukunft darstellen. Allerdings mussten die Batterien bisher für jedes Anwendungsszenario neu angepasst werden.

Foto: Markus Breig, KITFoto: Markus Breig, KIT
Das am KIT entwickelte Batterie-Management zum dezentralen Überwachen und Regeln von Redox-Flow-Batterien macht einen einfachen „stand alone“-Betrieb möglich.
Zukünftig soll diese Aufgabe ein neuartiges Batterie-Management übernehmen, das Forscher am Karlsruher Institut für Technologie (KIT) entwickeln. Thomas Leibfried mit seiner Forschungsgruppe hat ein automatisches Batterie-Management entwickelt, das zurzeit als Prototyp in einem Vanadium-Akkumulator am KIT getestet wird. Es stellt sicher, dass die Redox-Flow-Batterie sowohl im Lade- als auch im Entladezyklus immer an ihrem effizientesten Punkt betrieben wird, egal wofür sie eingesetzt wird. Die momentane elektrische Effizienz werde dabei vor allem durch die Pumpgeschwindigkeit bestimmt, erklärt Thomas Lüth, der den ersten Prototypen der automatischen Steuerung selbst zusammengelötet hat: „Lasse ich die Pumpe schneller laufen, sinkt der Innenwiderstand und damit auch der Verlust bei der Energieumwandlung. Allerdings benötigt das System dann mehr Energie für die Pumpe.“

Je nachdem wieviel Leistung im Betrieb eingefordert oder eingebracht werde, steuere das neue Batterie-Management hier den idealen Kompromiss an. Eine weitere wichtige Komponente für einen effizienten Betrieb sei außerdem das thermische Management, weil auch eine Kühlung Energie kostet und zur richtigen Zeit erfolgen muss. Wenn der aktuelle Prototyp seine Funktionalität bewiesen hat, soll das Batterie-Management miniaturisiert werden: In einer marktreifen Version wird es dann auf einem Mikrochip Platz finden.

Ein automatisches Batterie-Management ist ein wichtiger Schritt, um den Durchbruch der Flow-Technologie voranzutreiben. Am KIT findet weitere Forschung zudem am Institut für Angewandte Materialien (IAM) des KIT statt. Dort werden die Degradationsprozesse an der Membran untersucht, um die eingesetzten Materialien zu optimieren. Außerdem wird am KIT auch der praktische Einsatz der Technologie erprobt, so wird eine Redox-Flow-Batterie samt neuer Steuerung gerade in das „Energy Smart Home Lab“ des Verbundprojekts iZEUS (intelligent Zero Emission Urban System) eingebunden. Das Batterie-Management zum dezentralen Überwachen und Regeln von Redox-Flow-Batterien stellt das KIT auf der Leitmesse „Energy“ in Halle 27 am Stand K51 vor.

http://www.kit.edu/
http://www.hannovermesse.de/energy/

 

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