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Redox-Flow-Batterien auf dem Weg zum Industriestandard

© CMBlu Energy AG, Mann+Hummel GmbH© CMBlu Energy AG, Mann+Hummel GmbHAlzenau/Ludwigsburg - Die CMBlu Energy AG und die Mann+Hummel GmbH haben eine Vereinbarung zur gemeinsamen Entwicklung und Industrialisierung von Energiewandlern für organische Redox-Flow-Batterien unterzeichnet. Die Technologie auf Basis von Lignin von CMBlu hat bereits die Prototypenreife erreicht.

In Redox-Flow-Batterien wird die Energie in chemischen Verbindungen von der Zelle getrennt gespeichert. Die Tanks und damit die Speicherkapazität lässt sich beliebig skalieren.

Konzept: Redox-Flow-Batterien mit organischen Elektrolyten aus Lignin
Die Idee für Redox-Flow-Batterien mit organischen Elektrolyten aus Lignin („Organic Flow“) entstand bereits 2011 und wird seit 2014 von CMBlu intensiv erforscht und entwickelt. Diese Batterien bestehen im Wesentlichen aus zwei Tanks mit Elektrolyt-Flüssigkeit und einem Energiewandler. Diese Wandler sind aus einer Vielzahl von aneinander gereihten Zellen aufgebaut und werden deshalb auch ‚Batterie-Stacks‘ genannt. Die Flüssigkeiten werden durch die Batterie-Stacks gepumpt und nach Bedarf aufgeladen oder entladen. Die Technologie von CMBlu hat bereits die Prototypenreife erreicht. CMBlu nutzt die unbegrenzt verfügbare und bisher fast ungenutzte Ressource Lignin, die jährlich im Millionen-Tonnen-Maßstab in der Papier- und Zellstoffindustrie anfällt. Dadurch ermöglicht die Technologie ermöglicht sehr große und kosteneffiziente Energiespeicher, so CMBlu Vorstand Dr. Peter Geigle.

Industrialisierung im Fokus - kommerzielle Vermarktung ab 2021
In dem langfristigen Kooperationsvertrag mit Mann+Hummel ist die weitere Entwicklung und Industrialisierung der Batterie-Stacks geregelt. Das operative Management übernimmt das Mann+Hummel-Spin-Off i2M GmbH (innovation-to-market), das sich im Konzern speziell um die Entwicklung und Einführung innovativer Technologien kümmert. Im nächsten Schritt baut Mann+Hummel eine komplette Fertigungslinie in einem Werk in Europa auf. CMBlu wird bereits in den nächsten zwei Jahren ausgewählte Pilotprojekte mit Referenzkunden realisieren. Ab 2021 plant CMBlu die Vermarktung der ersten kommerziellen Systeme.

Vorteile von Organic-Flow-Batterien -keine seltenen Erden
Ähnlich dem Prinzip konventioneller Redox-Flow-Batterien wird auch bei ‚Organic Flow‘ von CMBlu elektrische Energie in chemischen Verbindungen gespeichert. Dabei sind die Reaktionspartner in organischen Molekülen aus Lignin in wässriger Form vorhanden und werden durch den Energiewandler bzw. Batterie-Stack gepumpt. Um eine kosteneffiziente Massenproduktion zu ermöglichen, wurden die wichtigsten Komponenten im Stack an den organischen Elektrolyten angepasst. Dabei kann nahezu die vollständige Wertschöpfungskette für die Stacks lokal abgedeckt werden. Es entstehen keine Importabhängigkeiten von einzelnen Ländern. Zudem werden in den Batterie-Stacks keine seltenen Erden oder Schwermetalle verwendet. Durch die wässrige Elektrolyte sind die Systeme nicht entflammbar oder explosiv und können sehr sicher betrieben werden.

Vielseitige Anwendungsbereiche von Redox-Flow-Batterien im Stromnetz
Organic-Flow-Batterien eignen sich für vielfältige Anwendungsbereiche im Stromnetz wie zum Beispiel bei der Zwischenspeicherung von Strom aus erneuerbarer Energieerzeugung oder bei der Glättung von Lastspitzen in Industriebetrieben. Ein weiteres Einsatzgebiet ist die Ladeinfrastruktur für die Elektromobilität. Die Batterien tragen als Pufferspeicher zur Entlastung von Stromnetzen bei, die für zusätzliche Lasten nicht aufgerüstet werden müssen. Zudem wird gleichzeitiges Schnellladen von Elektrofahrzeugen ermöglicht. Letztlich wird ein dezentralisiertes Ladenetz für Elektrofahrzeuge nur mit leistungsfähigen und skalierbaren Energiespeichern möglich sein.

© IWR, 2019


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02.04.2019

 



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