| Vanadium Redox Batterie | |
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Diagramm einer Redox-Vanadium-Batterie | |
| Eigenschaften | |
|---|---|
| Energie / Gewicht | 10 bis 20 Wh / kg |
| Energie / Volumen | 15 bis 25 Wh / ℓ |
| Lade-Entlade-Effizienz | 75-80 % |
| Lebensdauer | 10-20 Jahre |
| Anzahl der Ladezyklen | > 10.000 Zyklen |
| Nennspannung pro Zelle | 1,15-1,55 V. |
Eine Vanadium-Redox-Batterie (oder Batterie- Redox das Vanadium ) ist eine Art wiederaufladbarer Durchflussbatterie , die Vanadium in verschiedenen Oxidationsstufen zum Speichern der chemischen potentiellen Energie verwendet. Ein deutsches Patent für eine Titanchlorid-Flussmittelbatterie wurde bereits 1954 angemeldet und akzeptiert, aber die meisten Entwicklungen wurden in den 1970er Jahren von NASA-Forschern durchgeführt.
Die Verwendung von Vanadium wurde bereits vorgeschlagen, aber die erste echte Demonstration und kommerzielle Entwicklung aller Flussmittel-Vanadium-Batterien, die mit einer Schwefelsäurelösung arbeiten, wurde von Maria Skyllas-Kazacos und Mitarbeitern an der Universität von Nova - Südwales in Australien durchgeführt.
Die aktuelle Form ( Schwefelsäure Elektrolyte ) wurde 1989 von der University of New South Wales patentiert.
Flussbatterien speichern Strom und erzeugen ihn durch Oxidations-Reduktions-Reaktion. Sie haben zwei Kompartimente (Kraftzellen), die durch eine Protonenaustauschmembran getrennt sind , in die Stromkollektoren (Elektroden) eingetaucht sind. Diese Membran ermöglicht den Austausch von Protonen zwischen den beiden Anoden- und Kathodenkompartimenten, wobei die Elektrolytlösungen leicht reduziert und oxidiert werden können.
Beide flüssigen Elektrolyte basieren auf Vanadium:
Elektrolyte können nach verschiedenen Methoden hergestellt werden. Zum Beispiel Vanadiumpentoxid (V 2 O 5) kann in Schwefelsäure (H 2 SO 4 gelöst werden), was eine stark saure Lösung ergibt.
Da Vanadium in 4 Oxidationsstufen vorliegt, können Batterien mit nur einem statt zwei elektroaktiven Elementen hergestellt werden.
Die Hauptvorteile dieser Technik sind:
Die Nachteile sind:
Die große Kapazität dieser Batterien macht sie gut geeignet für Anwendungen, die viel Speicherplatz, eine Reaktion auf Verbrauchsspitzen oder eine Glättung der Produktion aus variablen Quellen wie Solar- oder Windkraftanlagen erfordern.
Geringe Selbstentladung und begrenzte Wartung haben dazu geführt, dass sie in einigen militärischen Anwendungen eingesetzt werden.
Da diese Batterien schnell auf Nachfrage reagieren können, können sie auch in USV- Anwendungen (unterbrechungsfreie Stromversorgung) verwendet werden, in denen sie Blei-Säure-Batterien oder Generatorsätze ersetzen .