Energiespeicher der Zukunft: Redox-Flow-Batterien

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Hyperraum.TV - Redox-Flow-Batterien
Hyperraum.TV - Redox-Flow-Batterien

Um die globale Energiewende weiter voranzutreiben, ist die Erforschung neuer, effizienter Stromspeicher von größter Wichtigkeit. Einen vielversprechenden Ansatz bieten Redox-Flow-Batterien, auch Flussbatterien genannt. In unserem heutigen HYPERRAUM.TV Beitrag bringen wir Ihnen die innovative Technologie näher und zeigen, warum Flussbatterien eine sinnvolle Ergänzung des globalen Stromspeicher-repertoires sein können.

Dass den Erneuerbaren Energien die Zukunft gehört, darüber sind sich mittlerweile die meisten Menschen einig. Nur mit Energiequellen, die sauberen und unbegrenzt zur Verfügung stehenden Strom erzeugen, kann die globale Gesellschaft auch langfristig bestehen und die Erde geschützt werden. Doch auch die Erneuerbaren haben ihre Grenzen. Das wohl größte Problem liegt darin, dass Sonne, Wind und Co. nur dann Strom erzeugen, wenn die Umweltbedingungen stimmen. Bei Nacht wird keine Solarenergie erzeugt und sobald kein Wind weht, stehen die Windkraftanlagen still. Im Umkehrschluss erbringen Solar- und Windkraftanlagen bei viel Sonne und Wind Höchstleistungen. Regenerative Energien sind also natürlichen Schwankungen unterworfen, die derzeit gerade die Netzbetreiber und Energieversorger vor große Herausforderungen stellen.

Eine Möglichkeit, um diese Schwankungen auszugleichen liegt in der Speicherung der Elektrizität. Die Theorie: Läuft die erneuerbare Energieerzeugung auf Hochtouren, wird der überschüssige Strom zwischengespeichert, entweder direkt in Batteriespeichern oder in Form von Wasserkraft oder Gas. So kann die Energie bei Versorgungsknappheit wieder rückverstromt und ins Netz eingespeist werden. Nur auf diese Weise wird es irgendwann einmal möglich sein, völlig auf fossile und nukleare Kraftwerke zu verzichten und eine Industrienation wie Deutschland ausschließlich mit Erneuerbaren Energien zu versorgen. Doch mit den bisherigen Methoden zur Stromspeicherung kann diese große und wichtige Aufgabe nicht ausreichend erfüllt und überschüssige Erneuerbare Energie daher heute größtenteils nicht mehr verwendet werden.

So stoßen beispielsweise Pumpenspeicherkraftwerke vor allem aufgrund der begrenzten möglichen Standorte an ihre Grenzen. Zudem können sie im Falle einer Energieknappheit nur kurzfristig einspringen. Für einen mehrtägigen – oder gar wöchentlichen Schwankungsausgleich sind sie leider ungeeignet. Viel diskutiert wird im Moment die Möglichkeit, Strom in Form von Methan oder Wasserstoff zu speichern (Power to Gas). Die so gespeicherte Energie könnte dann, sobald nur wenig Erneuerbare Energie erzeugt wird, wieder in Strom umgewandelt und ins Netz eingespeist werden. Vor allem die Windgas-Technologie ist zu diesem Zweck momentan ein vielversprechender Ansatz. Eine neue Greenpeace-Studie kommt gar zu dem Schluss, dass nur durch den Einsatz von Power to Gas bzw. Windgas eine hundertprozentige Erneuerbare Energieversorgung in Deutschland möglich ist (CEP berichtete). Doch auch diese Technologie hat ihre Grenzen. Die liegen vor allem in der Effizienz. So ist bereits die Hälfte der ursprünglichen Energie verloren, wenn Strom in Gas umgewandelt und anschließend rückverstromt wird. Zudem wird kritisiert, dass Gaskraftwerke – vor allem mit künstlich erzeugtem Gas -, völlig unrentabel seien.

Eine weitere Möglichkeit zur Zwischenspeicherung Erneuerbarer Energien sind Batteriespeichersysteme. An der Universität des Saarlandes wird gemeinsam mit französischen Wissenschaftlern der Universität von Lothringen an einer künftigen Generation solcher Batteriespeicher geforscht: Flussbatterien, sogenannte Redox-Flow-Batterien, könnten in Zukunft eine sinnvolle Ergänzung zu den bislang verwendeten Energiespeichern sein. Anders als die aus Handys oder Laptops bekannten Lithium-Ionen-Akkus arbeiten die Flussbatterien mit Elektrolyten, die in zwei getrennten Tanks aufbewahrt werden.

Daraus ergeben sich eine Reihe von Vorteilen: Zum einen haben sie einen sehr hohen Wirkungsgrad, eine sehr lange Laufzeit und Selbstentladungen können aufgrund des speziellen Aufbaus fast völlig vermieden werden. Außerdem sind damit mehr als 10.000 Ladezyklen möglich. Das garantiert eine Lebensdauer von 20 Jahren und mehr. Zudem können die Flussbatterien durch das sogenannte “Stack-Prinzip”  beliebig erweitert werden. Dadurch können sie viel Strom speichern und anschließend wieder freisetzen. Das macht die Technologie vor allem für den Einsatz im privaten Bereich interessant:

So könnte beispielsweise auf Hausdächern erzeugte, überschüssige Solarenergie zwischengespeichert und bei Bedarf wieder ins Netz eingespeist werden. Auch in der Elektromobilität sollen die Flussbatterien Verwendung finden. Sie könnten tagsüber mit Solarenergie gespeist werden und anschließend die Lithium-Ionen-Akkus von Elektrofahrzeugen aufladen. Auf dem Genfer Automobilsalon wurde sogar ein Elektroauto vorgestellt, das direkt mit Redox-Batterien betrieben wird. Nach Angaben des Erfinders kommt sein “Quant F” damit auf eine Reichweite von rund 1.000 Kilometern. Am Wahrheitgehalt dieser Meldung wird allerdings gezweifelt (CEP berichtete).

Die „Next Generation“ Redox-Flow-Batterie. Ein Energiespeicher der Zukunft? Wie funktioniert die innovative Speichertechnologie und welche Anwendungsmöglichkeiten bietet sie? Welche Vorteile hat sie gegenüber anderen Energiespeichern? Wo steht die Forschung heute? Das und vieles mehr erfahren Sie heute in unserer wöchentlichen HYPERRAUM.TV Reihe. Wir wünschen viel Vergnügen.

Weitere Infos rund um die Redox-Flox-Batterien finden Sie auf der Homepage von HYPERRAUM.TV

 

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