Für die Energiewende sind innovative Speichertechnologien notwendig, um aus dem unstetigen Stromfluss, den Solaranlagen und Windkraftwerke liefern, ein stetiges Leistungsniveau zu machen. Redox-Flow-Batterien haben gerade bei Leistungen im Megawatt-Bereich und hohen Kapazitäten klare ökonomische Vorteile. Zudem lassen sie sich auch mit sehr großen Zellen realisieren.
Auftritt für die größte Bipolarplatte der Welt
Forscher des Fraunhofer-Instituts für Umwelt-, Sicherheits- und Energietechnik (UMSICHT) hat eine 3, 2 Quadratmeter große Bipolarplatte entwickelt und sie gemeinsam mit der Saueressig GmbH & Co KG gefertigt. Die Platte ist zur Zeit weltweit die größte ihrer Art. Sie stellt eine Schlüsseltechnologie dar, die auch die Produktion größerer Batterien möglich macht. Die Forscher haben bereits Erfahrungen mit dem neuen Biopolarplatten-Material, denn es wird erfolgreich in kleineren Redox-Flow-Stacks der Fraunhofer-Ausgründung VOLTERION genutzt.
Die heute übliche Zellfläche entspricht eher einem DIN A3-Blatt. Langfristig wollen die Forscher jedoch zwanzig- bis dreißigmal größere Zellen oder Stacks herstellen. „Die meisten der benötigten Komponenten einer Redoxzelle sind bereits ausreichend großskalig erhältlich bzw. prinzipiell produzierbar“, erklärt Prof. Christian Doetsch, Leiter des Bereichs Energie bei Fraunhofer UMSICHT. „Den Flaschenhals stellen bisher die Bipolarplatten dar.“ Denn mit diesen Platten können aus Einzelteilen die notwendigen Stacks montiert werden, aus denen dann die Batterie konfiguriert wird.
Das Potential von Redox-Flow-Batterien
Redox-Flow-Batterien haben ein beachtliches Potential. Die großflächige Bipolarplatte gibt etwa 5 kW Spitzenleistung ab. Ein Stack aus 70 Zellen könnte etwa 3500 kW abgeben. Mit drei solcher Stacks wäre 1 Megawatt bzw. 10 Megawattstunden möglich, was ausreichend ist, um bis zu 1000 Haushalte einen Tag lang mit Strom zu beliefern. Um diese Kapazität zu erreichen, bräuchte man 2000 typischen PV-Lithium-Ionen-Batterien zu je 5 kWh.
Die Verantwortlichen von Fraunhofer UMSICHT wollen in Zukunft nicht nur Großstacks aus diesen neuartigen Bipolarplatten produzieren, sondern diese Technologie mit Industriepartnern weltweit vermarkten.
Bildnachweis: © Fraunhofer UMSICHT/Birgit Seidel
