Abschlussarbeiten, HiWi-Stellen und Praktika

Bachelorarbeit oder Praktikum

Die Vanadium-Flow-Batterie (VFB) ist heute mit großem Abstand die dominierende Flow-Batterie-Technologie (FB) in Kommerzialisierung und Forschung. Flow Batterien wurden vor allem für die Zwischenspeicherung von Wind- und Solarenergie (bzw. für stationäre Anwendungen, industrielle Einsatzfelder) entwickelt, die oftmals zu Zeiten entsteht, in denen diese nicht gebraucht werden. Vanadiumelektrolyt ist ein elektrochemisches Speichermedium und somit ist eine der wichtigsten Komponenten der Vanadium-Flow-Batterie. Jedoch gibt es derzeit keine allgemeinen Spezifikationen bezüglich der Zusammensetzung der Vanadiumelektrolytlösung, weshalb es hier sehr hohe Anforderungen an die Reinheit sowie an andere Komponenten der Vanadiumrohstoffe gibt. Vanadiumelektrolyte von verschiedenen Herstellern unterscheiden sich in der Menge und an der Art von Verunreinigungen, die eine Vanadium-Flow-Batterie im Betrieb stören können. Die Kenntnis einer optimierten Zusammensetzung würde z.B. Reinigungsschritte der Komponenten sparen und damit Kosten bei der Herstellung und beim Recycling des Elektrolyten senken. Zudem ermöglicht das Wissen über den Zusammenhang zwischen Elektrolytzusammensetzung und den Vanadium-Flow-Batterie-Eigenschaften die Durchführung der Normung und Standardisierung von Vanadium-Elektrolytlösungen.

Durch eine Erweiterung einer am Fraunhofer ICT vorhandenen Datenbank der Elektrolytspezifikationen von verschiedenen Herstellern, soll im Rahmen dieser Arbeit eine Musterspezifikation des Elektrolyten festgelegt werden. Hierzu sollen die Grenzen von Inhaltsstoffen für die Zusammensetzung von Vanadiumelektrolytlösungen herstellerübergreifend erfaßt und eine gemeinsame Spezifikation entwickelt werden. In einem weiteren Schritt soll eine Optimierung von bereits bekannten oder eine Ausarbeitung von neuen Prüfverfahren erfolgen. Da der Zusammenhang zwischen der Elektrolytzusammensetzung, den Elektrolyteigenschaften und der Funktionsweise in der Batterie in der Fachliteratur noch nicht komplett systematisiert ist, ist die Arbeit darauf gezielt, zu verstehen welcher Reinheitsgrad von Vanadiumelektrolyt notwendig ist, um Vanadium-Flow-Batterien mit hoher Effizienz und Langlebigkeit betreiben zu können. Dafür werden in der Arbeit verschiedene Zusammensetzungen von Vanadiumelektrolyten verglichen und statistisch ausgewertet.  

• Aufbau und Testung der Vanadium-Flow-Battreiezellen. Dafür sind sowohl die am Fraunhofer ICT konzipierten Laborzellen, als auch eine kommerzielle Testzelle vorgesehen.
• Untersuchung der elektrochemischen Eigenschaften der Elektrolytproben und der thermischen Stabilität der Vanadium-Flow-Batterie, die mit diesen Elektrolytproben betrieben wird.
• Auswertung der Testergebnisse ggf. eine statistische Auswertung zur Definition der optimalen Messparameter 

• Studium im Bereich Chemie, Verfahrenstechnik oder Chemieingenieurwesen, oder verwandter Studiengänge (Uni/FH)
• Elektrochemische Grundkenntnisse von Vorteil
• Allgemeines technisches Verständnis
• Gute Sprachkenntnisse in Deutsch und/oder Englisch

Pfinztal Berghausen

nach Absprache

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