Batterien

Redox-Fluss-Batterien (RFB) vertreten seit kurzem die modernsten elektrochemischen Energiespeicher Systeme die kommerziell in Größen von 10 kW bis mehreren MW verfügbar sind. Eine Redox-Fluss-Batterie wird über eine reversible Reduktion-Oxidation-Reaktion zwischen den beiden flüssigen Elektrolyten geladen und entladen. Die RFB ist ein variables System welches über ein breites Spektrum an Betriebsbedingungen betrieben werden kann. Es kann leicht in intelligente Stromnetze integriert werden und es ist vorteilhaft in Verbindung mit Windparks.

Die Batterien sind weiterhin gekennzeichnet durch eine hohen Lebensdauer, geringer Wartungsaufwand und einem gesamten energetischen Wirkungsgrad von bis zu 90 %.

Es gibt verschiedene RFB Systeme auf dem Markt. Unter diesen nimmt die Vanadium-Redox-Fluss-Batterien (VRB) eine überragende Stellung ein. Diese verwendet schwefelsaures Vanadium Elektrolyt auf beiden Seiten. Dieser Aufbau bietet Vorteile, da eine Querkontamination der Elektrolyte vermieden werden kann.

Während des Ladevorgangs der Batterie werden am Pluspol V5+ Ionen erzeugt während am Minuspol V2+ Ionen generiert werden. Während des Entladevorgangs wird das V5+ Ion in V4+ Ion reduziert und das V2+ Ion in V3+ Ion oxidiert. Die Migration von Ionen durch den Membranseparator beeinträchtigt das Batteriesystem nicht.

Denkbar sind auch andere RFB Systeme mit einem Redox-Potential entsprechend dem von Wasserstoff und Sauerstoff. Alle Systeme kämpfen um höhere Energiedichten oder geringere Elektrolytkosten, wie zum Beispiel Zink-Brom, Vanadium-Brom, Polysulfid-Brom, Zink-Cer, Eisen-Chrom, Eisen-Aluminium oder die Klasse der wieder aufladbaren Metall-Luft-Systeme Zink-Luft oder Vanadium-Luft.

Die fumasep® Membran ist das neue Herzstück der Redox-Fluss-Batterie. FUMATECH BWT GmbH produziert poröse Separatoren und geschlossene funktionelle Anionentauscher- und Kationentauscher-Membranen für verschiedene Batteriesysteme.

Für die VRB werden verschiedene Membrantypen angeboten, je nachdem ob ein hoher Wirkungsgrad oder hohe Stromdichten beim Laden/Entladen gefordert wird oder ein Kompromiss zwischen diesen Betriebsweisen.

Porösen Separatoren zeichnen sich durch niedrige Kosten als auch geringen Flächenwiderstand bei genügender Selektivität und einer möglichen Elektrolytverschiebung aus.

Unsere geschlossenen Ionentauschermembranen haben den Vorteil, dass sie eine hohe Coulomb-Ausbeute erreichen bei gleichzeitig geringstem Elektrolyttransfer.

Kationentauschermembranen sind in erster Linie eine flüssigkeitsdichte, protonenleitfähige Barriere für den Elektrolyten. Wie alle RFB Systeme auf Kationen verschiedener Oxidationsstufen basieren, kann eine selektiv protonenleitende Anionentauschermembran mit hohem Rückhalt gegenüber anderen Kationen die bestmögliche Wahl für maximale Effizienz sein.

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