2. Das Verbundprojekt tubulair±
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- Elizabeth Meinhardt
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1 Das Verbundprojekt tubulair± Projektpartner, -struktur und -laufzeit Förderung Technologie der Redox Flow-Batterie Projektziele M. Eng. Simon Ressel Folie 0/125 23/11/2012
2 Projektpartner, -struktur und -laufzeit tubulair± tubulair± tubulair± tubulair± tubulair± vereint Partner aus Deutschland zu einem gemeinsamen Forschungs- und Entwicklungsprojekt besteht aus Universitäten, Hochschulen, Forschungsinstituten und Unternehmen umfasst Grundlagenforschung, angewandte Forschung und Entwicklung ist ein interdisziplinäres Forschungsvorhaben beabsichtigt eine parallele Erforschung und Entwicklung aller mit der Produktentstehung verbundenen Komponenten und Prozesse» schnelle Überführung von Ergebnissen in Produkte» hohes Maß an Koordination und Kommunikation zwischen den Partnern tubulair± ist über eine Projektlaufzeit von 5 Jahren geplant tubulair± startete am 01. September 2012 Definition of Concept M1 Proof of Concept M2 Demonstrator 1 a 3 a 5 a Folie 1/125 23/11/2012
3 Förderung mit einem Gesamtvolumen von 5 Mio. geförtert "Förderinitiative Energiespeicher" der Bundesregierung Teil des Leuchtturms "Batterien in Verteilernetzen" Folie 2/125 23/11/2012
4 Technologie der Redox Flow-Batterie Redox Flow-Batterien bestehen aus: elektrochemischer Zelle (zwei Halbzellen mit Elektroden getrennt durch Membran) zwei (vier) externe Elektrolyt-Tanks Pumpen, Fluidkreislauf, Wechselrichter und Laderegler Folie 3/125 23/11/2012
5 Technologie der Redox Flow-Batterie Redox Flow-Batterien bestehen aus: elektrochemischer Zelle (zwei Halbzellen mit Elektroden getrennt durch Membran) zwei (vier) externe Elektrolyt-Tanks Pumpen, Fluidkreislauf, Wechselrichter und Laderegler Merkmale von Redox Flow-Batterien: Redox-Reaktionen laufen an Elektrodenoberfläche ab Leistung kann von Kapazität getrennt ausgelegt werden Tiefenentladung möglich (DoD= 100%) Energiedichte hängt von Konzentration der reaktiven Spezies im Elektrolyten ab Leistungsdichte hängt von aktiver Oberfläche und Reaktionskinetik ab Ladung durch "Betankung" möglich Folie 4/125 23/11/2012
6 Die All Vanadium Redox Flow-Batterie Negative Halbzelle: V 3+ +e - V 2+ Positive Halbzelle: VO 2+ + H 2 O VO H + +e - Standard Zellspannung E 0 =1,26 V Folie 5/125 23/11/2012
7 Merkmale von Vanadium Redox Flow-Batterien Keine Degradierung des Elektrolyten durch Kreuzkontamination Geringe Selbstentladung (externe Tanks) Keine Katalysatoren erforderlich Hohe Lebensdauer (cycle life >10.000) Wirkungsgrade η energ 75% Energiedichte durch Ausfällung von V 5+ auf 37,5 Wh/kg begrenzt (Bleibatterien: Wh/kg) Folie 6/125 23/11/2012
8 Projektziele Entwicklung einer mikro-tubulären Vanadium/Luft Redox Flow-Batterie Negative Halbzelle: 4V 3+ +4e - 4V 2+ Positive Halbzelle: 2H 2 O 4H + + O 2 + 4e - Herstellung von mikro-tubulären Membran- Elektroden-Einheiten als "Meterware" Reduktion der Herstellungskosten Folie 7/125 23/11/2012
9 Arbeitsgebiete und Arbeitsteilung Auslegungsgrundlagen Optimierung Stofftransport Folie 8/125 23/11/2012
10 Arbeitsgebiete und Arbeitsteilung Nanostrukturierung Elektroden Folie 9/125 23/11/2012
11 Arbeitsgebiete und Arbeitsteilung Elektrolyte hoher Energiedichte Folie 10/125 23/11/2012
12 Arbeitsgebiete und Arbeitsteilung Spinning tub. Katalysator-Träger Bifunkt. Katalysatoren und Beschichtungsmethoden Folie 11/125 23/11/2012
13 Arbeitsgebiete und Arbeitsteilung Membranentwicklung Folie 12/125 23/11/2012
14 Arbeitsgebiete und Arbeitsteilung Fertigungstechnologien MEE Folie 13/125 23/11/2012
15 Arbeitsgebiete und Arbeitsteilung Elektrochemische Untersuchungen und Qualitätssicherung Folie 14/125 23/11/2012
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