AiF-FV-Nummer 21001

Entwicklung einer Zink-Polyiodid-Flussbatterie mit hoher volumetrischer Energiedichte für den Einsatz als Stromspeicher an regenerativen Energieerzeugungsanlagen


Status & Laufzeit

Laufend: 01.02.2020 bis 31.07.2022

Forschungsstellen

Zusammenfassung

Redoxflussbatterien bieten eine günstige Option zur Speicherung elektrischer Energie aus regenerativen Energiequellen. Bei diesen wird der Elektrolyt aus Tanks durch die Zelle gepumpt wird, sodass sich Leistung und Energieinhalt der Batterie unabhängig voneinander skalieren lassen. Eine vielversprechende Alternative zur Vanadium-Redoxflussbatterie stellt die Zink-Polyiodid-Batterie dar. Diese besitzt eine ca. 10-fach höhere volumetrische Energiedichte, die zum einen aus der viel höheren Löslichkeit der aktiven Spezies gegenüber Vanadium-Ionen, und zum anderen aus der Möglichkeit eines der beiden Elektrolytvolumina sehr klein wählen zu können, resultiert. Weitere Vorteile sind der relativ niedrige Preis von Zink und das niedrige Gefahrenpotential, da keine starke Säure oder Base als Elektrolyt eingesetzt werden muss. Ziel des Projekts ist die Entwicklung einer zyklenstabilen Zink-Polyiodid-Batterie mit hoher volumetrischer Energiedichte für die Anwendung als Energiespeicher von regenerativem Strom im großtechnischen Maßstab oder auch als Heimanlage. Auf der Anodenseite wird die die reversible Zinkabscheidung und -auflösung untersucht und durch die Erprobung verschiedener Additive verbessert. Auf der Kathodenseite soll die langsame Kinetik der Iodid/Triiodid-Reaktion durch Aufbringen geeigneter Katalysator-Materialien auf und in den Graphitfilz beschleunigt werden. Für beide Halbzellen wird außerdem die Elektrolytströmung an und durch die als Elektrodenmaterial genutzten Graphitfilze simuliert und, basierend auf den Ergebnissen, optimiert. Im Projektverlauf soll ein mehrzelliges Funktionsmuster mit einer Leistung von 150 W und einer Kapazität von 600 Wh entworfen, konstruiert und charakterisiert werden. Von diesem Projekt können vor allem KMUs, die Batterien oder deren Komponenten herstellen, profitieren. Am Ende des Projekts soll ein neuartiges effizientes, ungefährliches und kostengünstiges Batteriesystem zur Umsetzung im industriellen Maßstab zur Verfügung stehen.

Förderhinweis

Das Forschungsvorhaben der Forschungsvereinigung Umwelttechnik wird über die AiF im Rahmen des Programms zur Förderung der Industriellen Gemeinschaftsforschung und -entwicklung (IGF) vom Bundesministerium für Wirtschaft und Energie aufgrund eines Beschlusses des Deutschen Bundestages gefördert.