AiF-FV-Nummer 41 EWN

Entwicklung einer Zink-Luft-Batterie auf Basis ionischer Flüssigkeiten für unterbrechungsfreie Stromversorgungen (USV)


Status & Laufzeit

Laufend: 01.03.2019 bis 31.08.2021

Forschungsstellen

Zusammenfassung

Die Speicherung elektrischer Energie in wiederaufladbaren Batterien gewinnt immer mehr an Bedeutung und umfasst ein weites Anwendungsspektrum, wie z.B. in unterbrechungsfreien Stromversorgungen (USV). Das Rückgrat und gleichzeitig den sensibelsten Teil jeder USV bilden die Energiespeicher. Blei-Säure-Batterien sind bereits seit vielen Jahren im Einsatz und stellen immer noch die vorherrschende Technologie zur Energiespeicherung in USV-Systemen dar. Die Nachteile von Bleibatterien sind ihre geringe Lebensdauer und eine Entladetiefe von maximal 50 %. Insbesondere im Hinblick auf Einsatz in USV-Anlagen bieten Zink-Luft-Energiespeicher viele Vorteile wie einen potentiell hohen spezifischen Energieinhalt, geringe Kosten für Aktivmaterialien, die für technische Anwendungen hohe Verfügbarkeit von Zink, sicherheitstechnische Vorteile und ihrer guten Umweltverträglichkeit. Ziel des Projektes ist die Entwicklung einer skalierbaren Zink-Luft-Batterie hoher Energiedichte für USV Anwendungen, die elektrisch wieder aufgeladen werden kann. Im Projektverlauf werden die wesentlichen Kernkomponenten der neuen Zink-Luft-Batterie bearbeitet. Als Zinkelektrode soll eine poröse Elektrode hoher Oberfläche eingesetzt werden. Besonderes Merkmal der zu entwickelnden Zelle stellt die Verwendung von ionischen Flüssigkeiten und stark eutektischen Flüssigkeiten als Elektrolyt dar. Ein wichtiges Element der Zink-Luft-Batterie ist die bifunktionelle Sauerstoffelektrode, an der sowohl Sauerstoffreduktion und -entwicklung erfolgen. Die erzielten Resultate werden in einem mehrzelligen Gesamtaufbau kombiniert und im Zusammenwirken getestet. Die im Vorhaben zu entwickelnde Zn-Luft-Batterie basiert auf Komponenten, die in idealer Weise von KMU optimiert und gefertigt werden können. Zu nennen sind insbesondere Hersteller von Batteriesystemen sowie Unternehmen, die Systemkomponenten (Zink- und Gasdiffusionselektroden, Stromableiter, Separatoren, ionische und stark eutektische Flüssigkeiten) liefern.

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.