Sonne und Wind liefern immer mehr Strom – allerdings unregelmäßig. Leistungsfähige elektrische Energiespeicher sollen das künftig ausgleichen. Forscher des Fraunhofer-Instituts für Umwelt-, Sicherheits- und Energietechnik (Fraunhofer Umsicht) haben nun eine Redox-Flow-Batterie mit einer Leistung von 25 kW entwickelt.
Die Redox-Flow-Batterie hat eine Zellgröße von 0,5 m2. Bislang liefern die auf dem Markt verfügbaren etwa DIN-A4-Blatt großen Batterien (1/16 m2) nur eine Leistung von 2,3kW. Mit den Batterien können die Schwankungen bei erneuerbaren Energien ausgeglichen und eine stetige Versorgung gesichert werden. Sie speichern elektrische Energie in chemischen Verbindungen, den flüssigen Elektrolyten. Die Ladung und Entladung der Elektrolyten findet dabei in kleinen Reaktionskammern statt. Mehrere dieser Zellen werden nebeneinander zu Stapeln, Stacks, aufgereiht.
Zunächst erprobten die Fraunhofer-Wissenschaftler neue Membranmaterialien, forschten am Batteriemanagement und dem Batteriedesign. Strömungssimulationen halfen dabei, den Aufbau der Zellen zu optimieren. »Die größte Herausforderung bestand darin, dass wir für das Scale-up einen komplett neuen Aufbau der Stacks entwickeln mussten, um Batterien in dieser Leistungsstärke zu konzipieren«, so Dr. Jens Burfeind, Gruppenleiter Elektrochemische Speicher am Fraunhofer Umsicht. Am Institut in Oberhausen steht für die Forschungsarbeiten eines der größten Testlabore für Redox-Flow-Batterien europaweit zur Verfügung.
