Neuartiger Elektrolyt fließt wie Rübenkraut

Flussbatterie von Forschern des Massachusetts Institute of Technology wird deutlich günstiger

Neuartiger Elektrolyt fließt wie Rübenkraut (Foto: Thaneer Narayanan, mit.edu)

Cambridge (pte027/01.12.2021/12:30) - Forscher des Massachusetts Institute of Technology (MIT) http://mit.edu haben neuartige Elektrolyte entwickelt, die wie Rübenhonig fließen. So sollen die Kosten für Flussbatterien sinken. "Wir haben gezeigt, dass unser System billiger sein kann als andere und sich skalieren lässt", so MIT-Postdoc Thaneer Malai Narayanan.

Zäh dank zinkhaltiger Lösung

Inhaltsstoffe der neuen Elektrode sind Mangandioxidpartikel und Rußteilchen. Eine zinkhaltige Lösung sorgt dafür, dass die Masse fließ- und pumpfähig wird. Flussbatterien gelten als entscheidende Komponenten für die Speicherung von großen Mengen an elektrischer Energie, die an wind- oder sonnenreichen Tagen im Überfluss vorhanden ist, um sie in windschwachen und sonnenarmen Zeiten nutzen zu können.

Die Forscher mussten einen Kompromiss finden. Einerseits durfte der Elektrolyt nicht zu steif sein, um pumpfähig zu bleiben, andererseits musste er so dickflüssig sein, dass die Manganoxidpartikel in der Schwebe blieben und nicht auf den Boden der Tanks hinuntersanken. Die beiden Tanks sind charakteristisch für Flussbatterien. Ihre Größe bestimmt, wie viel Energie die Batterie speichern kann.

Eine der beiden Flüssigkeiten enthält aufgrund der Energie, die hineingepumpt wird, einen Überschuss an positiv geladenen Ionen, die andere einen Überschuss an Elektronen. Beim Entladen wechseln die Elektronen von einem zum Elektrolyten zum anderen, allerdings nicht direkt, sondern über einen externen Pfad - dort werden sie als Strom genutzt. Beim Aufladen der Batterie geht es anders herum.

Lithium-Ionen-Batterien voraus

Zuletzt haben MIT-Co-Entwickler Emre Gençer und Narayanan ihre Batterie mit gleichwertigen elektrochemischen Batterie- und Wasserstoff-Backup-Systemen verglichen und die Kapitalkosten für den Betrieb bei einer Dauer von acht, 24 und 72 Stunden untersucht. Bei Batterie-Entladungen, die länger als einen Tag dauern, schlug ihre halbfeste Flussbatterie sowohl Lithium-Ionen- als auch Flussbatterien mit vanadiumhaltigen Elektrolyten. Dies galt selbst dann, wenn man die hohen Kosten für das Pumpen der Elektrolyten von den Tanks zum Reaktionsraum berücksichtigte.

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