Illustration der Analyse des elektrochemischen Energiespeicherpotentials

Elektrochemische Energiespeicherung fokussiert sich auf die fundamentalen Aspekte neuartiger Batteriekonzepte wie Schwefelkathoden und Siliziumanoden. Ziel ist es, die

Was ist ein elektrochemischer Energiespeicher?

Elektrochemische Energiespeicher werden durch die Begriffe Batterien und Akkumulatoren beschrieben. Elektrochemische Systeme bestehen aus Elektroden, die über einen Elektrolyten als ionenleitende Phase miteinander verbunden sind.

Was sind die Vorteile eines elektrochemischen Speichers?

Ein großer Vorteil ist die hohe Zyklenfestigkeit und damit verbundene hohe Zyklenlebensdauer von über einer Million Zyklen. Elektrochemische Speicher oder auch Batteriespeicher sind mit Kapazitäten bis zu einigen Megawattstunden verfügbar und können mit Ausspeicherdauern bis zu einem Tag als Kurzzeitspeicher fungieren.

Was sind die wesentlichen Kenngrößen der Energiespeicher?

Die wesentlichen Kenngrößen der Energiespeicher sind ihre Spannungslage und der Energieinhalt. Die Spannungslage ergibt sich aus der Differenz der Elektrodenpotenziale und somit aus der Art der eingesetzten Elektroden. Je nach betrachtetem System werden Spannungsgrenzen für den Lade- und Entladeprozess vorgegeben.

Wie beeinflusst die Dichte des Elektrolyten die Energiedichte einer Batterie?

Die Dichte des Elektrolyten und die Zellspannung bestimmen maßgeblich die Energiedichte der Batterie. Die Elektrolyte werden außerhalb der Zelle in zwei getrennten Tanks gelagert. Somit ist die Redox-Flow-Zelle der einzige Typ elektrochemischer Energiespeicher, in dem sich Energiemenge und Leistung unabhängig voneinander skalieren lassen.

Was sind die Vorteile von Energiespeichern?

Im Gegensatz zu diesen elementaren Bestandteilen der Energiewende sind Energiespeicher, mit Ausnahme der Pumpspeicher, gesellschaftlich weitgehend akzeptiert. Dieser Vorteil von Speichern kann sich als wichtig erweisen, wenn technologisch und wirtschaftlich vorzuziehende Maßnahmen nicht greifen oder umgesetzt werden können.

Wie berechnet man die elektrische nutzbare Energie?

Die elektrisch nutzbare Energie ergibt sich aus der freien Enthalpie (Gibbs’sche Energie) der Zellreaktion. Mit der Beziehung der Zellspannung zur freien Reaktionsenthalpie erhält man die Anbindung der elektrischen Größen an die Beziehungen der chemischen Thermodynamik: