AG Prof. Dr. Jürgen Janek

Redox-Flow-Batterien eignen sich für die stationäre Zwischenspeicherung der durch regenerative Energieträger bereit gestellten und aufgrund von Umwelteinflüssen fluktuierenden Energie. Der spezielle Aufbau der Redox-Flow-Batterie ermöglicht es hierbei, die Energie in Form von flüssigen Elektrolyten unterschiedlicher Oxidationsstufen außerhalb der eigentlichen elektrochemischen Zelle zu speichern. Bei aktuellem Stand der Technik stellt das Aktivmaterial im Elektrolyten den Hauptkostenfaktor von Redox-Flow-Batterien dar. Zur effektiven Reduzierung der Herstellungs- und Betriebskosten sollen daher künftig kostengünstige organische Moleküle, die beispielsweise durch die Aufbereitung von Abfallprodukten aus der Zellstoffindustrie gewonnen werden könnten, als Aktivmaterial in Redox-Flow-Batterien eingesetzt werden.

Auf der Suche nach potentiellen Zielmolekülen für diese Anwendung werden derzeit im BMEL-Projekt FOREST geeignete organische Verbindungen auf ihre Stabilität und Leistungsfähigkeit getestet. Das Bild zeigt den verwendeten Messaufbau für eine Redox-Flow-Batterie im Labormaßstab (Mitte). Die gelösten Aktivmaterialien – hier in Form eines organischen Elektrolyten auf der Anoden- und eines Vanadium(IV)-basierten Elektrolyten auf der Kathodenseite – werden mittels Pumpen in die Batterie befördert. Eine Referenzelektrode ermöglicht es, während der Zyklisierung der Batterie die Potentiale der Arbeits- (WE) und Gegenelektrode (CE) aufzuzeichnen und infolge dessen Rückschlüsse auf die Leistungsfähigkeit und das Degradationsverhalten der Aktivmaterialien zu ziehen (rechts).

Bild eingereicht von Dominik Emmel und Jonas Hofmann, AG Dr. Daniel Schröder