2017-06-01  –  2020-11-30

282.686,00 EUR

Karlsruher Institut für Technologie (KIT) - Institut für Anorganische Chemie, Karlsruhe, Baden-Württemberg

03ET6129D

Elektrochemische Speicher - Redox-Flow Batterien [EA2313]

01177448/1  –  DegraBat

Bundesministerium für Wirtschaft und Klimaschutz (BMWK.IIB5)

Forschungszentrum Jülich GmbH (PT-J.ESI3)

Energie

Die Vanadium-Redox-Flow-Batterie (VRFB) ist eine vielversprechende Technologie, um Speicherkapazität für eine Stundenreserve günstig bereitzustellen. In der VRFB wird ausschließlich Vanadium in vier Oxidationsstufen eingesetzt. Dies schließt die Kreuzkontamination der Redoxpaare aus und erhöht die Lebensdauer der Batterie. Nachteilig sind die Korrosivität des Elektrolyten und die damit verbundenen Materialanforderungen sowie die Selbstentladung der Batterie. Um die Materialentwicklung für alle Komponenten, d.h. Elektroden, Elektrolyt, Membran, Bipolarplatten und Dichtungen, voranzutreiben, müssen deren Degradationsprozesse im Betrieb verstanden werden. Darauf aufbauend sollen Verfahren entwickelt werden, um in anwendungsnahen Materialtests eine beschleunigte Alterung herbeizuführen. Die Ergebnisse werden in ein Alterungsmodell der Zelle eingepflegt, um die Kosten auf die Lebensdauer eines Systems abzuschätzen und um die Betriebsweise so anzupassen, dass die Lebensdauer erhöht wird. Die Komponenten von Vanadium-Redox-Flow-Batterien (VRFB) werden einzeln und in ihrem Zusammenwirken auf ihr Alterungs- und Degradationsverhalten untersucht. Dazu werden Alterungsprozesse identifiziert, Parameterabhängigkeiten definiert und daraus Protokolle erstellt. An Langzeit-Testständen gealterte Komponenten werden mit solchen von Partnern verglichen. Parallel werden gezielte und beschleunigte Alterungstests entwickelt. Die Degradation der Komponenten wird mit ex-situ und on-line Methoden untersucht. Die Ergebnisse dienen zur Erstellung von Modellen, die eine Vorhersage über die Langzeitstabilität und Kosten für VRFB-Systeme ermöglichen. Die Projektpartner bilden einen großen Teil der VRFB-Komponenten ab. Dabei werden den beteiligten Unternehmen wissenschaftliche Partner an die Seite gestellt. Die Projektpartner arbeiten interdisziplinär und übergreifend zusammen, so dass die Ergebnisse der Alterungsuntersuchungen verifiziert und auf eine breite Datenbasis zurückgegriffen werden kann.