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Natrium-Ionen-Akku: Ist der Durchbruch gelungen?

Seit langem sind Lithium-Ionen-Akkus die führende Akku-Technologie, und sie werden ständig weiterentwickelt. Sie sind allerdings durch knappe Rohstoffe begrenzt und deshalb relativ teuer. Jetzt...
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Gestrickte Stromspeicher? US-Forscher mit spannendem Konzept

Was haben Kleidung und Stromspeicher miteinander gemeinsam? Eigentlich nichts. Dennoch haben US-Forscher besondere Fäden entwickelt, mit denen sie intelligente Kleidung mit Strom versorgen können....
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Supercaps verdreifachen die Lebensdauer von Elektroauto-Batterien

Sogenannte Supercaps, auf Deutsch Doppelschichtkondensatoren, gehören zu den Energiespeichern, in die besonders große Hoffnungen gesetzt werden: Sie können sehr große Energiemengen innerhalb kürzester Zeit...
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Neue Erfindung: Batterien mit geringerem Kobalt-Verbrauch

Ein 77-jähriger Unternehmer aus den USA hat vielleicht eins der größten Probleme der E-Mobilität gelöst. Dr. Kenan Sahin hat eine Methode entwickelt, mit der...
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TeraWatt Festkörperakku mit extremer Leistungsdichte

TeraWatt hat einen Festkörperakku mit extrem hoher Energiedichte entwickelt. Der Prototyp könnte ein neuer Meilenstein auf dem Weg zur Serienreife von Festkörperbatterien sein. Rekord-Energiedichte von...
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Projekt Hydra: Kobaltfreie Akkus

Das EU-Projekt HYDRA forscht an kobaltfreien Akkus, um Elektromobilität nachhaltiger zu machen. Die Projektpartner arbeiten an Lithium-Ionen-Batterien, die 85 Prozent weniger problematische Rohstoffe enthalten....
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Lithium-Sauerstoff Stromspeicher- Cambridge Forscher machen „signifikante Fortschritte“

Ein Forscherteam der University of Cambridge rund um Professor Claire Gray haben ein vielversprechendes Lithium-Sauerstoff Batteriesystem entwickelt, das eine hohe Kapazität hat sowie weitere Vorteile gegenüber...
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Stanford-Forscher versprechen sich enorme Kosteneinsparungen durch Natrium-Batterien

Gibt es einen Durchbruch bei der Suche nach leistungsfähigen und gleichzeitig günstigen Stromspeichern? Ein Forscherteam in Stanford hat eine Batterie auf Natriumbasis entwickelt, die...
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XNRGI: Ist die neue Lithium-Metall-Batterie der Superakku?

Das US-kanadische Start-up XNRGI hat einen Super-Akku entwickelt, der alle Probleme der aktuellen Batteriegeneration auf einen Schlag lösen soll. Eine neue Lithium-Metall-Batterie verspricht eine...
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First Graphene: Bahnbrechende Superkondensator-Materialien

Seit September 2019 entwickelt das australische Unternehmen First Graphene neue Superkondensator-Materialien. Das Graphen-Hybridmaterial wurde von der Universität Manchester entwickelt, der Technologietransfer zu First Graphene...
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Elektromobilität: Forscher erzielen Durchbruch auf dem Weg zum Superakku

Wissenschaftler an der Universität Cambridge haben große Fortschritte bei der Entwicklung einer Lithium-Luft-Batterie erzielt: Seit Jahren setzt die Forschung auf diese Technologie, die die...
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Neue Batterie für Elektroautos kann auch bei Kälte schnell geladen werden

Batterien von Elektroautos brauchen bei Kälte deutlich länger, bis sie aufgeladen sind. Damit könnte bald Schluss ein. Forscher der Universität von Pennsylvania haben eine...
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Superkondensatoren: Gemeinsame Entwicklung von Lamborghini und MIT

Lamborghini und das MIT haben einen neuen synthetischen Kunststoff entwickelt, der die Energiedichte von Superkondensatoren deutlich erhöhen soll. Auf Basis dieses patentierten Materials soll...
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Gemeinsame Batterientwicklung von SK Innovation mit John Goodenough

Der Nobelpreisträger John Goodenough hat bekanntlich die Lithium-Ionen-Batterie mitentwickelt und arbeitet an einer innovativen Glasbatterie. Bei seinem neusten Projekt mit SK Innovation geht es...

Stromspeicher – Forschung

Im Zuge der Energiewende wird die Forschung an Speichertechnologien für Strom, Wärme und andere Energieträger immer bedeutsamer. Im Rahmen von großangelegten Energieforschungsprogrammen wurde hierfür vom Bundesministerium für Wirtschaft und Energie (BMWi), vom Bundesministerium für Umwelt, Naturschutz, Bau und Reaktorsicherheit (BMUB) sowie vom Bundesministerium für Bildung und Forschung (BMBF) ein Budget zur Verfügung gestellt, das sich vor allem auf drei große Bereiche verteilt:

Wind zu Wasserstoff – Power-to-Gas

Da die Menge der Einspeisung von Energie aus erneuerbaren Quellen in das Stromnetz nicht konstant und einer ständigen Veränderung unterworfen ist, muss innerhalb kurzer Zeit reagiert und flexibel geregelt werden können. Mit sogenannten Elektrolyseuren soll Wasserstoff daher in Zukunft deutlich effizienter und flexibler erzeugt werden. Bereits heute wird die Wichtigkeit der „Power-to-Gas“ Technologie, bei der Wasserstoff in Methan umgewandelt und so auf einfache Weise über das Erdgasnetz verteilt wird, von der Energiewirtschaft erkannt. Ein wirtschaftlicher Betrieb ist aber noch nicht möglich. Deshalb konzentrieren sich die aktuellen Projekte auf eine verbesserte Technik, die eine ökonomisch sinnvolle Nutzung ermöglichen.

Die Forschungsschwerpunkte liegen in der Speicherung des Wasserstoffs in geologischen Speichern und einer sinnvollen Wiederverstromung. Im Mittelpunkt steht jedoch das Erreichen eines möglichst hohen Wirkungsgrades. Dies soll durch die Zerlegung von Wasser zu speicherbarem Wasserstoff und Sauerstoff durch Elektrolyse ermöglicht werden.

Beispielprojekte Wind zu Wasserstoff

Im Rahmen eines Projektes an der TU Berlin werden neue Elektrolysekatalysatoren entwickelt, die aktiver und preisgünstiger sind. Diese Elektrolysekatalysatoren können die Wirtschaftlichkeit der Energiespeicherung in Form von Wasserstoff verbessern.

Aus einem Zusammenschluss von Forschungseinrichtungen und Industrie hat sich das Projekt „ekolyser“ gegründet. Das Ziel ist die Entwicklung verbesserter Komponenten für flexible PEM- Elektrolyseure. Die Beladung mit teuren Katalysatoren soll durch eine verbesserte Standzeit von Membranen und den Einsatz von metallischen Bipolarplatten reduziert werden.

„LastElSys“ ist ein Projekt vom Deutschen Zentrum für Luft- und Raumfahrt und der Hydrogenics GmbH, in dem lastwechselresistente Membran-Eletrolyse-Einheiten für PEM-Elektrolysesysteme entwickelt werden sollen.

Batterien im Verteilnetz

Werden Batterien direkt im Verteilnetz eingesetzt, können sie zu einem verbesserten Netzbetrieb beitragen und den Ausbaubedarf reduzieren. Strom kann außerdem gezielt vor Ort genutzt und gespeichert werden.

Die Forschungsprojekte in diesem Bereich beschäftigen sich mit neuen Konzepten zur Speicherung und Vernetzung dezentraler Speicher sowie mit elektrischen oder elektrochemischen und mechanischen Speichern. Mit elektrischen/elektrochemischen Speichern wird elektrische Energie wie die in Batterien, Redox-Flow oder Doppelschicht-Kondensatoren gespeichert. Mechanische Speicher sind Druckluft-Speicher, Pumpspeicherkraftwerke oder Schwungräder.

Beispielprojekte Batterien im Verteilernetz

Die TU Clausthal untersucht die Optimierung von Herstellungsprozessen der Komponenten von Redox-Flow-Batterien, um die Effizienz zu steigern und Herstellungskosten zu senken.

In Kooperation mit Netzdienstleistern und Forschungseinrichtungen wird im Projekt „Smart Region Pellworm“ ein hybrides Speichersystem entwickelt, um Stabilität und Kosteneffizienz zu steigern.

In einem Verbundprojekt des Karlsruher Instituts für Technologie, der Heraeus Quarzglas GmbH & Co. KG, der Freudenberg Forschungsdienste KG und der Martin-Luther-Universität Halle- Wittenberg werden die Komponenten von Vanadium-Redox-Flow-Batterien erforscht, um diese zukünftig aufwändiger vernetzen und zu größeren Einheiten hochskalieren zu können.

Wärme speichern

Um Optionen der thermischen Speicherung wirtschaftlicher zu gestalten, werden in diesem Bereich Grundlagenforschung und technologieorientierte Ansätze gefördert. Leistung und Energiedichte sollen vergrößert und Speicherverluste minimiert werden. Zu diesem Zweck wird der Fokus auf Speicherung von Latentwärme im Phasenwechsel und Reaktionswärme in chemischen Reaktionen gelegt. Es werden die Eigenschaften von bereits bekannten Phasenwechselmaterialien optimiert. Weiterhin werden auch ganz neue Materialien in ihrer Eignung erforscht und weiterentwickelt.