Batterietechnik

PLUMSOLV - Blei-Säure-Flow Batterie und Konditionierungsverfahren

Ref.-Nr. 4958

Keywords: Batterien, Elektrode, Blei-Säure Batterie, Redox-Durchflusszellen, elektrochemische Energiespeichervorrichtung, Energie-Effizienz, batteries, electrode, lead acid battery, redox-flow cells, electrochemical energy storage device, energy efficiency

Die elektrolytische Abscheidung von Blei wird seit Jahrzehnten industriell angewendet und ist bekannt für die hohe coulombsche Energieausbeute von fast 100%: In einer SLFB- Zelle (Soluble Lead Flow Battery) wird ein ähnlicher Prozess zur Speicherung von Energie in Form von Schichtablagerungen auf der Oberfläche von zwei Elektroden verwendet. Die Erfindung betrifft eine Energiespeichervorrichtung mit mindestens einer elektrochemischen Zelle. Die Zelle umfasst eine negative Elektrode und eine positive Elektrode in Kontakt mit einem Elektrolyten, der ein Bleisalz in einer sauren Lösung umfasst. Die positive Elektrode umfasst ein Substrat, bei dem mindestens ein Teil seiner Oberfläche reversibel mit einer Bleidioxidschicht bedeckt ist, und die negative Elektrode umfasst ein Substrat, bei dem mindestens ein Teil seiner Oberfläche reversibel mit einer Bleimetallschicht bedeckt ist. Mindestens ein Teil der Oberfläche der positiven Elektrode umfasst eine anfängliche Bleidioxidschicht und einen Teil der Oberfläche der negativen Elektrode. Die Anfangsschichten verbleiben während des Zyklierens der Zelle auf den Elektroden. Dies führt vorteilhafterweise zu einer Stabilisierung der Zellenleistung und einer Verlängerung der Zellen- oder Batterielebensdauer.

Vorteile

  • Kosteneffizient
  • Signifikant erhöhte Lebensdauer der Zellen / Batterielebensdauer
  • Höhere Energieeffizienz

Kommerzielle Anwendung

Mittels der Erfindung kann die Anhaftung aktiver Massen auf den Elektroden deutlich verbessert werden, was eine höhere Energie-Effizienz ermöglicht, sowie die z.T sehr kostpieligen Elektrodenmaterialien durch preisgünstigere Alternativen ersetzt werden. SLFBs zeichnen sich besonders durch eine kostengünstige und einfache Struktur aus – mit einer vergleichbar hohen Effizienz und Kapazität, wie sie in Lithium-Ionen-Systemen erreicht wird. Die vorliegende Erfindung ist in stationären Energiespeicher- und Lastausgleichsanwendungen verwendbar, vor allem für die effektive Eigenverbrauchserhöhung von Photovoltaikanlagen oder zur Netzstabilisierung von fluktuierenden Kraftwerken, wie Wind-, Solar- und Gezeitenkraftwerken.

Aktueller Stand

Eine deutsche Patentanmeldung wurde eingereicht. Im Auftrag der Westfälischen Hochschule bietet PROvendis Zugang zu Rechten zur kommerziellen Nutzung sowie die Möglichkeit zur Weiterentwicklung.

Eine Erfindung der Westfälische Hochschule.

Dr. Thomas Vogel

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