Um entscheidende Schritte in puncto Einsatz von erneuerbare Energie zurücklegen zu können wird die nachhaltige Energiespeicherung sein. Denn es können noch so viele Wind-, Wasserkraftwerke oder PV-Anlagen in Betrieb genommen werden, wenn der Strom immer sofort nach Erzeugung verbraucht werden muss, wird diese Energie wohl nicht ausreichen. Es ist daher notwendig, dass die erneuerbaren Energien gespeichert und dann abgerufen werden, wenn man sie benötigt.
Derzeit gibt es im Wesentlichen drei Möglichkeiten, Strom zu speichern – Lithium-Ionen-Batterien, Pumpspeicherkraftwerke oder Redox-Flow-Batterien. Lithium-Ionen-Akkus kennen wir aus der E-Mobilität zu genüge. Für die Speicherung erneuerbarer Energien sind diese jedoch eher ein kleiner Baustein, da die Akkus immer noch sehr teuer sind. Pumpspeicherkraftwerke sind ebenfalls sehr gut im Speichern von Energie, aber sie benötigen viel Platz und können nicht so schnell reagieren wie Batterien. Bleibt die Redox-Flow-Batterie. Hierzu zunächst nachfolgend die Definition von Wikipedia:
„Die Redox-Flow-Batterie (RFB) oder (Redox-)Flussbatterie – allgemeiner auch Flüssigbatterie oder Nasszelle genannt – ist eine Ausführungsform eines Akkumulators. Sie speichert elektrische Energie in chemischen Verbindungen, wobei die Reaktionspartner in einem Lösungsmittel in gelöster Form vorliegen. Die zwei energiespeichernden Elektrolyte zirkulieren dabei in zwei getrennten Kreisläufen, zwischen denen in der galvanischen Zelle mittels einer Membran der Ionenaustausch erfolgt. In der Zelle werden dabei die gelösten Stoffe chemisch reduziert bzw. oxidiert, wobei elektrische Energie frei wird.“
Wie CleanTechnica berichtet haben Redox-Flow-Batterien einen einzigartigen Vorteil. Die Leistungsmenge und die Menge der gespeicherten Energie kann an die Bedürfnisse des jeweiligen Anwendungsfalls angepasst werden. Zudem sei es so, dass diese im Vergleich zu Batterien und Wasserkraftwerken, nur eine geringe Stellfläche benötigen. Zudem können die Redox-Flow-Batterien Elektrizität für lange Zeiträume speichern, was bedeutet, dass Elektrizität, die im Sommer von PV-Anlagen erzeugt wird, für einen kalten, bewölkten Wintertag gespeichert werden kann. Die Energiedichte einer hybriden Durchflussbatterie, insbesondere eines Polysulfid/Luft-Systems, ist etwa 500-mal höher als die eines Pumpspeichers aus Wasserkraft.
Bisher habe jedoch der Kostenvorteil gegenüber Lithium-Ionen-Akkus gefehlt. Auch die kürzere Lebensdauer der Redox-Flow-Batteiren war alles andere als positiv anzusehen. Aber Forscher an der Warwick University in Großbritannien, in Zusammenarbeit mit Kollegen am Imperial College London, gaben zu verstehen, dass sie einen Weg gefunden haben, die Kosten für Redox-Flow-Batterien auf 25 US-Dollar pro kWh oder weniger zu senken, indem sie kostengünstige Materialien wie Mangan und Schwefel verwenden. Materialien, welche in der Natur, im Vergleich zu Lithium-Ionen-Akku-Materialien, im Überfluss vorhanden sind. Die Forscher behaupten, dass die Materialkosten für ihre neue Batterie etwa 1/30 der Materialien betragen, die für eine Lithium-Ionen-Batterie benötigt werden, bei der teure Elemente wie Kobalt zum Einsatz kommen. Ihre Forschung wurde kürzlich in der Zeitschrift Applied Materials & Interfaces veröffentlicht.
Laut Science Daily kombiniert die Technologie hinter der neuartigen Redox-Flow-Batterie kohlenstoffbasierte Elektroden mit kostengünstigen Elektrolyten – Mangan oder Schwefel – mittels einer einfachen und dennoch hocheffektiven elektrophoretischen Abscheidung von Nano-Kohlenstoff-Additiven (stickstoffdotiertes Graphen), die die Haltbarkeit und Leistung der Elektrode in stark sauren oder alkalischen Umgebungen deutlich verbessert.
„Darüber hinaus zeigen die geschätzten Systemkosten, dass Hybride Redox-Flow-Zellen (HRFCs) potenziell kostengünstige Alternativen zu den kommerziellen Standard-Vanadium-Redox-Akkumulator sind. Die hier berichteten Studien können neue Anreize für die weitere Optimierung von HRFCs liefern“, so ein Auszug aus der abschließenden Zusammenfassung der Forschungsarbeit. Sollte sich das, was die Forscher sagen, in der Praxis bewahrheitet, ist man in der Tat einen Schritt weiter, bei der Speicherung erneuerbarer Energien, zu überschaubaren Kosten.
Quelle: CleanTechnica – Researchers Claim Redox Flow Battery Breakthrough Will Cost $25 Per kWh Or Less
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