28/04/2010

Strom auf Vorrat

Die Idee stammt aus den 1970er Jahren: Zwei Flüssigkeiten, Elektrolyte mit Metall-Ionen, fließen aus Tanks durch eine Zelle, die in einem chemischen Prozess daraus Strom erzeugt. Dieses Prinzip der Redox- Flow-Batterie ist reversibel: Ist Energie aus Wind- oder Sonnenkraft übrig, wandelt die Batterie die elektrische wieder in chemische Energie um und speichert sie in den Tanks. Bis zu 10.000-mal lässt sich der Vorgang wiederholen. Solche Batterien sollen in den kommenden Jahren mit Leistungen bis zu einigen Megawatt entwickelt werden und Ökostrom so vorhersehbar wie Strom aus fossilen Kraftwerken machen. Der große Vorteil der neuen Akkus: Sie haben eine vergleichbare Energiedichte wie Bleiakkus, ihre Lebensdauer ist jedoch fast zehnmal so hoch.

Das Fraunhofer-Institut für Chemische Technologie ICT in Pfinztal bei Karlsruhe entwickelt Elektrolyte sowie neue Materialien insbesondere für die Membran, durch die der Ionenaustausch stattfindet. Ergebnis ist eine voll funktionsfähige Redox-Flow-Batterie mit zwei kleinen Tanks und einem Zellenstapel, alles auf der Fläche eines A3-Blatts. Die Leistung beträgt zwar nur wenige Watt, dafür lassen sich in dem Versuchaufbau verschiedene Materialien erproben.

Die Stackentwicklung für kleine Leistungen und das Batteriemanagement wird zurzeit am Fraunhofer-Institut für Solare Energiesysteme ISE vorangetrieben. Konzepte für größere Anlagen mit bis zu 2 MW sind in der Entwicklung. Am Fraunhofer-Institut für Umwelt-, Sicherheits- und Energietechnik UMSICHT in Oberhausen werden die hierzu notwendigen 35 kW Groß-Stacks entwickelt und in Zukunft auch getestet. Diese Stacks bilden die Basis der 2 MW-Anlagen. Auf der Messe zeigen die Forscher einen stufenförmig aufgeschnittenen Stack mit einem Stapel aus Zellen. In Oberhausen hat das Institut ein Redox-Flow-Batterie-Testlabor aufgebaut. In dem Labor können die Wissenschaftler Redox-Flow Batterien mit bis zu 80 Kilowatt und bis zu einer Tonne Gewicht untersuchen. Zurzeit prüfen sie erste Funktionsmuster für Einzelzellen.