Erläuterung des Diagramms zum Prinzip der elektrochemischen Energiespeicherung

Derzeit sind für die Energiespeicherung vor allem Lithium-Ionen-, Blei- und Redox-Flow-Batterien in der Diskussion. Eingesetzt werden elektrochemischer Energiespeicher derzeit vor allem in der Elektromobiltät, zur Bereitstellung von Regelenergie in größeren Batteriekraftwerken oder zur Erhöhung des Eigenverbrauches von Haushalten in Verbindung mit Photovoltaik-Anlagen.

Was ist der Unterschied zwischen elektrochemischen und thermischen energiespeicherungen?

Ein Vorteil der elektrochemischen Energiespeicherung gegenüber thermischen Prozessen ist die isotherme Prozessführung und damit die Nicht-Abhängigkeit des Umwandlungswirkungsgrads von der Carnot’schen Begrenzung (z. B. Wärmekraftmaschine). Für die Energiespeicherung in Batterien lassen sich verschiedene Kriterien für den Wirkungsgrad angeben.

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.

Wie funktioniert die Energiespeicherung?

Die Energiespeicherung beruht auf der Umwandlung von Nickelhydroxid zum Nickeloxyhydroxid an der positiven Elektrode, bei der ein formaler Wertigkeitswechsel des Nickels von + 2 zu + 3 eintritt. An der negativen Elektrode wird beim Laden Cadmiumhydroxid (Cadmium mit der Wertigkeit + 2) zu metallischem Cadmium (Wertigkeit 0) umgewandelt.

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 wirkt sich die Temperatur auf die Energiemenge aus?

Der Grund dafür ist die langsame Diffusion. Das gleichmäßige Einlagern der Lithium-Ionen in die Grafit-Schichten braucht eine gewisse Zeit. Die Reduzierung der Energiemenge wird aber erst ab relativ hohen C-Raten von rund 10 deutlich spürbar. Auch die Temperatur hat einen wesentlichen Einfluss auf die verfügbare Energie-menge (. 6.7).

Was ist der Unterschied zwischen Energiedichte und Leistung?

Wie bereits erwähnt, lassen sich Energiedichte und Leistung unabhängig voneinander skalieren. Die Energiedichte hängt somit lediglich von der Löslichkeit der Elektrolyte in den Flüssigkeiten ab und die Leistung von der Art der Verschaltung einzelner Stacks. Die Kapazität wiederum ist von der Größe der Tanks abhängig.