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Strom auf Vorrat

Neuartige Redox-Flow-Batterien sollen künftig größere Mengen Ökostrom speichern

Redox-Flow-Batterien speichern in Form von gelösten Redox-Paaren in externen Tanks © Fraunhofer

Nachts oder bei Flaute liefern Sonnen- und Windkraftwerke keinen Strom. Erneuerbare Energien brauchen deshalb Stromspeicher, um ihr ganzes Potenzial entfalten zu können. Fraunhofer-Forscher haben nun neue Batterien entwickelt, die größere Mengen Ökostrom zwischenspeichern können. Sie stellen diese auf der Hannover Messe vom 19. bis 23. April 2010 vor.

Die Idee stammt aus den 1970er Jahren: Zwei Flüssigkeiten, Elektrolyte mit Metall-Ionen, fließen aus Tanks durch eine Zelle, die in einem chemischen Prozess daraus Strom erzeugt. Dieses Prinzip der Redox-Flow-Batterie ist reversibel: Ist Energie aus Wind- oder Sonnenkraft übrig, wandelt die Batterie die elektrische wieder in chemische Energie um und speichert sie in den Tanks. Bis zu 10.000 Mal lässt sich der Vorgang wiederholen.

Bald einige Megawatt Leistung?

Solche Batterien sollen in den kommenden Jahren mit Leistungen bis zu einigen Megawatt entwickelt werden und Ökostrom so vorhersehbar machen wie Strom aus fossilen Kraftwerken. Auf der Hannover Messe zeigen die Forscher der Fraunhofer-Allianz Energie Entwicklungen und Prototypen von Redox-Flow-Batterien. Der große Vorteil der neuen Akkus: Sie haben eine vergleichbare Energiedichte wie Bleiakkus, ihre Lebensdauer ist jedoch fast zehnmal so hoch.

Das Fraunhofer-Institut für Chemische Technologie ICT in Pfinztal bei Karlsruhe entwickelt innerhalb der Allianz Elektrolyte sowie neue Materialien insbesondere für die Membran, durch die der Ionenaustausch stattfindet. Auf der Hannover Messe demonstriert das ICT eine voll funktionsfähige Redox-Flow-Batterie mit zwei kleinen Tanks und einem Zellenstapel, alles auf der Fläche eines A3-Blatts. Die Leistung beträgt zwar nur wenige Watt, dafür lassen sich im Versuchaufbau verschiedene Materialien erproben. Konzepte für größere Anlagen mit bis zu zwei Megawatt (MW) sind nach Angaben der Forscher aber bereits in Arbeit.

Schematische Darstellung einer Redox-Flow-Batterie © Fraunhofer ICT

Fraunhofer-Forscher entwickeln Groß-Stacks

Am Fraunhofer-Institut für Umwelt-, Sicherheits- und Energietechnik UMSICHT in Oberhausen werden die hierzu notwendigen 35 Kilowatt (kW) Groß-Stacks entwickelt und in Zukunft auch getestet. Diese Stacks bilden die Basis der zwei MW-Anlagen. Auf der Messe zeigen die Forscher einen stufenförmig aufgeschnittenen Stack mit einem Stapel aus Zellen.

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In Oberhausen hat das Institut ein Redox-Flow-Batterie-Testlabor aufgebaut. In dem Labor können die Wissenschaftler Redox-Flow Batterien mit bis zu 80 Kilowatt und bis zu einer Tonne Gewicht untersuchen. Zurzeit prüfen sie erste Funktionsmuster für Einzelzellen.

(Fraunhofer-Gesellschaft, 16.04.2010 – DLO)

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