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Preisgünstige Redox-Flow-Batterien aus Kunststoff: Neue Entwicklung aus Jena

Redox-Flow-Batterien sind erheblich teurer als Lithium-Ionen-Batterien – haben aber viele Vorteile: Kurze Be- und Entladezeiten, eine lange Lebensdauer und ihre Kapazität lässt sich einfach...
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MiTemp: Forschung an neuen Mitteltemperatur-Thermalbatterien

Die Initiative „Batterie 2020“ fördert die Batterieforschung, wozu auch neue Batterietypen gehören. Ein Beispiel sind Mitteltemperatur-Thermalbatterien auf Natrium-Basis, die als stationäre Stromspeicher interessant sind....
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Graphen aus Müll recyceln

Kommt der Durchbruch für Graphen? Mit einem neuen Verfahren kann man den Alleskönner einfach aus Müll herstellen. Graphen ist der Hoffnungsträger für viele Branchen,...
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Langlebige Feststoffbatterien durch Nanoschichten

Feststoffbatterien können die Reichweite von Elektroautos deutlich erhöhen, der Knackpunkt ist bisher ihre zu kurze Lebensdauer. Jetzt haben Wissenschaftler eine mögliche Lösung gefunden: Eine...
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Invenox: Innovative Batteriemodule mit hoher Energiedichte

Die Invenox GmbH aus Garching ist ein 2014 gegründetes Spin-Off der TU München, das Batteriemodule auf Lithium-Ionen-Basis herstellt. Das besondere an der CONCHIFERA-Technologie des...
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Mikro-Superkondensatoren: Neuste Entwicklungen

Forscher an der TU Ilmenau haben sehr leistungsfähige Mikro-Superkondensatoren entwickelt, die besonders für das Internet der Dinge interessant sind. Der Schlüssel ist ein neues...
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Alternative zu Lithium-Ionen-Akkus

Lithium-Ionen-Akkus sind aus dem täglichen Leben nicht mehr wegzudenken. Trotzdem haben sie einige Nachteile, etwa ihre langen Ladezeiten und ihre Entflammbarkeit. Russische Forscher haben...
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Kabellose Stromübertragung: Schafft das Startup uBeam das Unmögliche?

Das Handy automatisch laden, während man damit durch den Raum läuft: Es klingt unglaublich, aber ein amerikanisches Startup verspricht genau das. uBeam hat eine...
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Super-Batterie aus China funktioniert auch bei -70 Grad

Lithium-Ionen-Batterien sind vielseitig einsetzbar und glänzen mit einer hohen Energiedichte. Doch sie haben auch einen gravierenden Nachteil – bei kalten Temperaturen machen sie schnell...
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Materialforschung: Innovative Batterie inspiriert vom Granatapfel

Es ist schon etwas ungewöhnlich, aber US-Forscher haben sich bei der Entwicklung neuer Batterie-Elektroden vom Naturprodukt Granatapfel inspirieren lassen. Wegen dieser ähnlichen Innenstruktur können...
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Lithium-Ionen-Batterien: Recyclingquote von 80% möglich

Wenn mehr Elektroautos verkauft werden, steigt auch der Bedarf an Batterien und an knappen Rohstoffen. Das Recycling von Lithium-Ionen-Batterien steckt allerdings noch in den...
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Enevate: In nur 5 Minuten 75% vom Elektroauto-Akku laden

Das kalifornische Unternehmen Enevate hat die vierte Generation seiner Batteriezellen angekündigt. Die Lithium-Ionen-Zellen von Enevate lassen sich extrem schnell laden und jetzt auch in...
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Neuer Elektrolyt revolutioniert Zink-Luft Batterie

Zink-Luft-Batterien sind umweltfreundlich, sicher, kostengünstig und leistungsstark – genau die Eigenschaften, die Forscher in Batterien suchen. Forscher an der Uni Münster haben jetzt eine...
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Die Lebensdauer von Lithium-Metall-Batterien erhöhen

Lithium-Ionen-Akkus stoßen bei der Energiedichte zunehmend an ihre Grenzen. Eine mögliche Alternative sind Lithium-Metall-Batterien, die eine doppelt so hohe Energiedichte und damit bessere Reichweiten...

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.