Fraunhofer-Institut für Chemische Technologie ICTEPRox4 – Kostenoptimierte und industrialisierte Fertigung von Redox-Flow-Batterien
Entwicklung und Produktion von kostenoptimierten Redox-Flow-Stacks der Generation 4 als Plattform für den modularen Aufbau von stationären Batteriesystemen aller Größenordnungen
Innerhalb des öffentlich geförderten Projekts werden Redox-Flow-Batterie-Stacks erforscht und weiterentwickelt. Der Fokus liegt hierbei auf kostenoptimierten und innovativen Produktionsverfahren von Redox-Flow-Stacks und dem Aufbau von modularen Batteriesystemen bestehend aus Stackbaugruppen.
Redox-Flow-Batterien erfüllen wesentliche Voraussetzungen für effiziente stationäre elektrochemische Energiespeichersysteme. Leistung und Kapazität können bei dieser Technologie beliebig und unabhängig skaliert werden, wodurch Systeme im Bereich von wenigen kW Leistung und wenigen kWh Kapazität bis hin zu Anlagen in der Größenordnung von mehreren MW und MWh realisiert werden können. Dabei sind Redox-Flow Batterien tolerant gegenüber Tiefentladung, erlauben sehr hohe Zyklen- und Lebensdauer, bergen keine Brand- oder Explosionsgefahr und unterliegen bezogen auf den Energieträger keinem Verschleiß.
Zwei Innovationslinien bilden innerhalb des Projekts EPRox4 die Basis für eine flächendeckende Marktplatzierung der Redox-Flow-Batterie als stationärer Energiespeicher. Zum einen entstehen Konzepte für eine industrialisierte Stackproduktion, wodurch Produktionskosten gesenkt und die Zuverlässigkeit verbessert werden können. Des Weiteren wird ein modulares, skalierbares Anlagenkonzept mit „smarten“ Redox-Flow-Stackbaugruppen entwickelt. Dem Verbundpartner Schmalz obliegen im Wesentlichen die Entwicklung der Batteriestacks und der modularen Baugruppen sowie der entsprechenden Fertigungsverfahren, am Fraunhofer IISB entstehen eine innovative, modulare Leistungselektronik für die Stacks, ein Batteriemanagement- und Steuerungssystem auf Basis von foxBMS und eine Demonstrationsanlage des neuen Konzepts im Bereich von 20 kW/60 kWh.
Am Fraunhofer ICT in Pfinztal steht die Entwicklung von Elektrodenmaterialien aus Kohlenstoff-Polymer-Kompositen für neue stoffschlüssige Fertigungsverfahren im Fokus. Weiterhin werden verschiedene thermoplastische Elastomere als Dichtungsmaterialien hinsichtlich ihrer Eignung für den Einsatz in Redox-Flow-Batterien untersucht. Zusätzlich zum chemischen Beständigkeitstest wurde hierfür wurde eigens ein Dichtungsteststand am ICT konzipiert. Diese thermoplastischen Elastomere sollen in einem zu entwickelnden 2K-Spritzgussverfahren für Stackbauteile eingesetzt werden.
