Strom auf Vorrat

Schematische Darstellung einer Redox-Flow-Batterie. Fraunhofer ICT

Nachts oder bei Flaute liefern Sonnen- und Windkraftwerke keinen Strom. Erneuerbare Energien brauchen Stromspeicher, um ihr ganzes Potenzial entfalten zu können. Forscher der Fraunhofer-Allianz Energie zeigen auf der Hannover Messe in Halle 13, E44 (19. bis 23. April 2010) Redox-Flow-Batterien, die größere Mengen Ökostrom speichern können.

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. Solche Batterien sollen in den kommenden Jahren mit Leistungen bis zu einigen Megawatt entwickelt werden und Ökostrom so vorhersehbar wie Strom aus fossilen Kraftwerken machen. Auf der Hannover Messe zeigen 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 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 in dem Versuchaufbau verschiedene Materialien erproben.

Die Stackentwicklung für kleine Leistungen und das Batteriemanagement wird zurzeit am Fraunhofer-Institut für Solare Energiesysteme ISE vorangetrieben. Auf der Hannover Messe stellen ISE-Forscher einen exemplarischen Stackentwurf vor.

Konzepte für größere Anlagen mit bis zu 2 MW sind in der Entwicklung. Am Fraunhofer-Institut für Umwelt-, Sicherheits- und Energietechnik UMSICHT in Oberhausen werden die hierzu notwendigen 35 kW Groß-Stacks entwickelt und in Zukunft auch getestet. Diese Stacks bilden die Basis der 2 MW-Anlagen. Auf der Messe zeigen die Forscher einen stufenförmig aufgeschnittenen Stack mit einem Stapel aus Zellen. In Oberhausen hat das Institut ein Redox-Flow-Batterie-Testlabor aufgebaut (weitere Informationen ab dem 19. April unter: battery-lab.umsicht.fraunhofer.de). 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.

Quelle: Fraunhofer-Institut für Chemische Technologie ICT