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Redox-Flow Batterien

Redox Flow Illustration

Das Wort Redox setzt sich aus Red - Reduktion, der Elektronen Aufnahme - und Ox - Oxidation, der Elektronenabgabe - zusammen. Die Redox-Flow Zelle oder auch Flüssigbatterie ist ein Akkumulator, der Energie in zwei Reaktionspatnern speichert. Diese beiden Reaktionspartner oder Elektrolyte sind in Lösungen vorliegend und zirkulieren in zwei voneinander getrennten Systemen. Die Elektrolyte fließen aus dem jeweiligen Tank an einer Membran entlang, die das Mischen der beiden Flüssigkeiten verhindert, den Ionenaustausch allerdings ermöglicht. Durch die Größe der Tanks ist es möglich, die Energiemenge und Leistung unabhängig voneinander zu skalieren. Das ist eine einzigartige Fähigkeit dieses elektrochemischen Energiespeichers, die es möglich macht, Leistungen von einem Kilowatt bis zu mehreren Megawatt zu speichern.

Entwicklung, GeschichteRedox-Flow Batterien

Der Grundstein zur Erforschung dieser Technologie wurde Mitte des 20. Jahrhunderts gelegt. Die reine Vanadium-Lösung wurde erstmals 1978 vorgeschlagen und in den 1980ern an der University of New South Wales von Maria Skyllas-Kazacos und ihren Mitarbeitern weiterentwickelt. Die endgültige Technik wurde 1986 patentiert und ist bisher die verbreitetste. Sie erfuhr eine Weiterentwicklung zur Vanadium-Bromid-basierten Zelle, die eine fast doppelt so hohe Energiedichte ermöglicht.

Aktueller Entwicklungsstand und Zukunft der Redox-Flow Batterien

Aufgrund ihrer Eigenschaften werden die Redox-Flow-Zellen bisher als Reservequelle oder Pufferbatterie für Unterbrechungsfreie Stromversorgung eingesetzt. Sie finden ihren Einsatz in Form des Vanadium-Redox-Akkumulators als Reservequelle für Mobilfunk Basisstationen oder Pufferbatterie für Windkraftanlagen. Das größte System dieser Art ist in einer japanischen Windkraftanlage verbaut und in der Lage, über einen Zeitraum vom zehn Stunden eine elektrische Leistung von sechs Megawatt zu liefern, wenn das Windkraftwerk z.B. infolge von Windstille nicht arbeitet.

Die Technologie der Redox-Flow Batterie lässt interessante Lösungsansätze gerade im Bereich der regenerativen Energien zu. Es wäre denkbar z.B. Elektroautos mit einer solchen Technologie auszurüsten. Ein Elektrofahrzeug müsste dann nicht mehr über mehrere Stunden einen fest installierten Akku laden, sondern würde die Reaktionspartner einfach gegen bereits geladene austauschen. Das Laden würde dann stark dem konventionellen Tanken ähneln und nur einen Bruchteil der bisherigen Ladezeit in Anspruch nehmen.

Auch bei Photovoltaik-Anlagen sind solche Speicher denkbar, da sie ganz individuell auf die Größe der jeweiligen Anlage ausgelegt werden könnten, indem die Tankgröße angepasst wird. Sie wären wesentlich billiger und einfacher zu installieren als konventionelle Speicher wie z.B. Blei -Akkumulatoren.

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