Der effektive Energiespeicher der Batterie ist größer als der theoretische Energiespeicher

Ist das der Energiespeicher der Zukunft? Britische Forscher stellen eine neue Redox-Flow-Batterie vor. Die Vermarktung soll bald starten.

Wie funktioniert die Energiespeicherung in Batterien?

Die Energiespeicherung in Batterien erfolgt in Form von Ladungsträgern, die durch Reduktions- und Oxidationsvorgänge aufgenommen bzw. abgegeben werden. Dabei erzeugt deren Fluss einen elektrischen Strom i (t): Ein Elektron (bzw. Proton mit der Ladung Q [As = Coulomb = C]) besitzt die Elementarladung

Wie hoch ist die Energieeffizienz einer Batterie?

Dadurch wird die Energieeffizienz theoretisch auf rund 92 % begrenzt. Praktisch ausgeführte Systeme liegen noch deutlich darunter und haben typisch um 70 % Zyklus-Wirkungsgrad. Vorteilhaft ist, dass diese Batterie in einem weiten Temperaturbereich bis −20 °C eingesetzt werden kann.

Welche Arten von Energiespeicher gibt es?

Einzig die chemischen Energiespeicher (Kavernen- und Porenspeicher über Power-to-Gas) liegen in Größenordnungen wie die heutige gespeicherte fossile Energie in Form von Kohle und Erdgas mit ähnlichen Reichweiten. Für die Energiewende sind damit genügend Speicherkapazitäten mit ausreichenden Ausspeicherdauern vorhanden.

Wie funktioniert die Energiespeicherung in wiederaufladbaren Lithiumionen-Batterien?

Die Energiespeicherung in wiederaufladbaren Lithiumionen-Batterien beruht auf der reversiblen Ein- und Auslagerung von Li-Ionen in sogenannte Aktivmaterialien durch elektrochemische Redoxreaktionen. Dies wird als Interkalation bezeichnet. Als Aktivmaterialien für die positive und negative Elektrode sind verschiedene Verbindungen möglich.

Wie wird die elektrische Energie gespeichert?

Die elektrische Energie wird dabei in chemischen Verbindungen gespeichert. Das Speichermedium sind also flüssige Elekrolyte. Dabei wird die Menge der speicherbaren Energie, also die Leistung der Batterie, durch das Volumen des Elektrolyten bestimmt. Theoretisch sind daher Skalierungen gut umsetzbar.

Welche Faktoren beeinflussen die Leistung einer Batterie?

Dabei werden neben dem zeitlichen Aspekt vor allem die Entladetiefe, die Temperatur, die Ladeprozedur, der mittlere Ladezustand, die Leistungsanforderung (Stromhöhe) an die Batterie und Rahmenbedingungen wie Elektrolytfüllstand, Temperaturverteilung oder Isolationswiderstände zwischen den Zellen abgefragt.