Redox-Flow-Batterie

Redox-Flow-Batterien besitzen eine hohe Effizienz und sind dabei bedeutend langlebiger als herkömmliche Batterien. Durch die Speicherung in externen Tanks lässt sich die Batterieleistung unabhängig von der Batteriekapazität skalieren. Wir bieten Expertise in den folgenden Bereichen an:

Materialentwicklung und Charakterisierung

Materialien für Redox-Flow-Batterien werden untersucht und weiterentwickelt. Die Arbeiten umfassen die Charakterisierung von Batteriematerialien, Untersuchungen zur Langzeitstabilität, sowie die Entwicklung korrosionsstabiler Bipolarplatten.

Redoxchemie

Im Bereich Redoxchemie werden Elektrolytformulierungen für all-Vanadium Redox-Flow-Batterien entwickelt und optimiert. Darüber hinaus werden Formulierungen für andere Flow-Batteriesysteme entwickelt, elektrochemisch getestet und im Zelltest charakterisiert. Hervorzuheben sind hierbei Elektrolyte für brombasierte und organische Redox-Flow-Batterien, sowie für Vanadium-Luft-Systeme.

Stackentwicklung und Batteriesysteme

Beginnend bei der Konstruktion von Prototypen-Batterien bis hin zur Entwicklung von industriellen Produktionsverfahren für Batterie-Stacks können alle Schritte für die Batterieproduktion ausgelegt werden. Außerdem stehen Testkapazitäten zur Verfügung, um Flow-Batterien vom Stack bis hin zu ganzen Batteriesystemen zu zertifizieren.

Simulation

Um das Betriebsverhalten besser zu verstehen, werden Redox-Flow-Batterien fluidisch, thermisch und elektrochemisch modelliert. Neuartige Sensorik wie ortsaufgelöste Stromdichtemessungen bieten Einblicke in die Funktionsweise der Batterie. Auf Systemebene bieten wir technologieübergreifende Speicherauslegungen sowie techno-ökonomische Untersuchungen von speichergestützten Stromversorgungen an.

Veröffentlichungen Redox-Flow-Batterie

Model of a vanadium redox flow battery with an anion exchange membrane and a Larminie-correction

F. T. Wandschneider, D. Finke, S. Grosjean, P. Fischer, K. Pinkwart, J. Tübke, H. Nirschl, Journal of Power Sources 11/2014; 272

DOI: 10.1016/j.jpowsour.2014.08.082

A multi-stack simulation of shunt currents in vanadium redox flow batteries

Wandschneider F. T., Röhm S., Fischer P., Pinkwart K., Tübke J., Nirschl H.; J. Power Sources (2014), 09, 261-64.

DOI: 10.1016/j.jpowsour.2014.03.054

A coupled-physics model for the vanadium oxygen fuel cell

Wandschneider F.T., Kuttinger M., Noack  J., Fischer P., Pinkwart K., Tubke J., Nirschl, H., J. Power Sources (2014) 259, 125-37

DOI: 10.1016/j.jpowsour.2014.02.087

Development of carbon nanotube and graphite filled polyphenylene sulfide based bipolar plates for all-vanadium redox flow batteries

Caglar B., Fischer P., Kauranen P.,Karttunen M., Elsner P.,  J. Power Sources (2014) 256; 88-95

DOI: 10.1016/j.jpowsour.2014.01.060

Development and characterization of a 280 cm2 vanadium/oxygen fuel cell

Noack J., Cremers C., Bayer D., Tübke J., Pinkwart K., J. Power Sources (2014) 253; 397-403

DOI: 10.1016/j.jpowsour.2013.12.070

Conductive polymer composites and coated metals as alternative bipolar plate materials for all-vanadium redox-flow batteries

Caglar B., Richards J., Fischer P., Tübke, J. Adv. Mat. Lett. (2014) 5(6), 299-308

DOI: 10.5185/amlett.2014.amwc.1023

Increasing the energy density of the non-aqueous vanadium redox flow battery with the acetonitrile-1,3-dioxolane-dimethyl sulfoxide solvent mixture

T. Herr,  P. Fischer, J. Tübke, K. Pinkwart, P. Elsner; Journal of Power Sources (2014), 265, 317–324

DOI: 10.1016/j.jpowsour.2014.04.141

Development of Redox Flow Batteries for Mobile Applications

Noack J., Wandschneider F., Herr T., Palminteri D., Hihn M., Roth T., Cognard G., Stadelmann K., Fischer P., Tübke J., Pinkwart K., Elsner P., Proceedings, 4th International Flow Battery Forum, Dublin, Ireland (2013)

1,3-Dioxolane, tetrahydrofuran, acetylacetone and dimethyl sulfoxide as solvents for non-aqueous vanadium acetylacetonate redox-flow-batteries

Herr T., Noack J., Fischer P., Tübke J.,  Electrochim. Acta (2013), 113, 127-133

DOI: 10.1016/j.electacta.2013.09.055

Vanadium/Air fuel cell and vanadium/water proton exchange membrane electrolyser

Noack J., Roth T., Hihn M., Tübke J., Proceedings, The 7th International Green Energy Conference & DNL 1st Conference on Clean Energy, Dalian, China (2012)

Cell design, long-term stability test and direct half-cell measurements with dynamic hydrogen electrode for vanadium/air fuel cell

Noack J, Tübke J., Proceedings, 3rd International Flow Battery Forum, Munich, Germany (2012)

Corrosion Studies on Electro Polished Stainless Steels for the Use as Metallic Bipolar Plates in PEMFC Applications

Richards J., Cremers C., Fischer P., Schmidt K., Energy Procedia (2012), 20,324–333.

DOI:10.1016/j.egypro.2012.03.032

Aging Studies of Vanadium Redox Flow Batteries

Noack J., Vorhauser L., Pinkwart K., Tübke J., ECS Transactions (2011) 33( 39); 3-9

DOI: 10.1149/1.3589916

A Comparison of Materials and Treatment of Materials for Vanadium Redox Flow Battery

Noack J., Tübke, J,  ECS Transactions (2010), 25 (35), 235-245

DOI: 10.1149/1.3414022

Redox flow batteries for fluctuating renewable energies

Noack J., Tübke J., Proceedings, Battcon – International stationary battery conference, Orlando, Florida, USA, 2009

Lastausgleich durch Redox-Flow-Batterien

Noack J., Berthold S., Tübke J.; Energy 2.0 Kompendium (2009)

Redox-flow-batteries A view of the current development position

Tübke J., Noack  J.,  Elektrische Energiespeicher, VDI Berichte (2009), 2058, 93-99

ISBN:978-3-18-092058-0

Patente

Methode zur Speicherung von elektrischer Energie in ionischen Flüssigkeiten

Noack J., Pinkwart K., Tübke J.

Patent DE 102009009357

Luftatmende Brennstoffzelle und Zellstapel für die Oxidation von Ionen mit Luftsauerstoff

Noack J., Berger T., Pinkwart K., Tübke J.

Patent DE 102011107185

Broschüre "Redox-Flow-Batterie"

„… multi megawatt energy storage solutions using – and I have no idea what this is – vanadium redox fuel cells. That’s one of the coolest things I ever said out loud”

Barack Obama