Der Einfluss niedriger Temperaturen auf die elektrochemische Energiespeicherung

Wasserstoff zur Energiespeicherung. In Wasserstoff als Energiespeicher der Zukunft werden große Hoffnungen gesetzt – das zeigt die oben bereits erwähnte nationale Wasserstoffstrategie der Bundesregierung. Ob Wasserstoff allerdings wirklich die vielgelobte "Zukunftstechnologie" ist, das wird sich erst noch zeigen müssen.

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.

Was passiert bei niedrigen Temperaturen?

Bei niedrigen Temperaturen geht die verfügbare Energiemenge zurück, weil die elektrochemischen Prozesse langsamer werden. Bei Temperaturen um den Gefrierpunkt und Entladung mit 1 C steht beispielsweise rund 10 bis 20 % weniger Energie zur Verfügung. Bei Temperaturen um −20 °C und darunter kann sich die verfügbare Energiemenge halbieren.

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.

Was sind thermische Energiespeicher?

Die Verfügbarkeit leistungsfähiger thermischer Energiespeicher ist essentielle Voraussetzung für das Gelingen der Energiewende. Basierend auf dem Anteil am Gesamtenergieverbrauch stehen (1) kostengünstige, sichere und niederschwellig nutzbare Speicher für die Bereitstellung von Raumheizung und Brauchwasser im Fokus.

Wie beeinflusst die Temperatur die verfügbare Energiemenge?

Auch die Temperatur hat einen wesentlichen Einfluss auf die verfügbare Energiemenge (. 6.7). Lithium-Ionen-Akkus arbeiten am besten bei Temperaturen um 20 °C. Die elektrochemischen Prozesse in der Zelle sind temperaturaktiviert und laufen um so besser und schneller ab, je wärmer es ist.