Tagesordnungspunkt: Effizient speichern
Verteiler: Angehende Ingenieure
CC: Naturwissenschaftler
Ort: Hamburg
Datum: im September 2013
Aufgezeichnet von: Simon Ressel, Koordinator des Forschungsprojekts tubulAir± an der HAW Hamburg
Die zunehmende Einbindung der erneuerbaren Energien erfordert die Entwicklung und den Einsatz von Energiespeichern in großem Maßstab, um ein fluktuierendes Energieangebot auf eine zeitlich nur bedingt variable Abnahme abzustimmen. Unter den verschiedenen Optionen nehmen elektrochemische Speicher eine vielversprechende Position ein, da sie in der Lage sind, ohne die Zwischenschaltung zum Beispiel thermischer Prozesse elektrische Energie und chemische Energie direkt ineinander zu wandeln. Redox-Flow-Batterien besitzen dabei vielversprechende Potenziale, hinsichtlich der Anforderung große Mengen von Energie über längere Zeiträume effizient zu speichern. Die derzeit am weitesten verbreitete Redox-Flow-Batterie ist die All Vanadium Redox Flow Battery (VRB), welche bereits seit einigen Jahrzehnten entwickelt und in Demonstrationsanlagen erfolgreich getestet wurde. Die Energiedichte, also die Menge an Energie pro Volumen dieser Speichersysteme, liegt im Bereich von herkömmlichen Bleiakkus und ist somit zu niedrig. Auch die Kosten müssen zukünftig noch gesenkt werden, um eine wirtschaftliche Speicherung des überschüssigen Stroms aus volatilen Stromquellen zu ermöglichen. Im Rahmen meiner Dissertation arbeite ich seit September 2012 an der HAW Hamburg im Forschungsvorhaben tubulAir±, welches die Entwicklung einer neuen Redox- Flow-Batterie zum Ziel hat. Durch die Verwendung lediglich eines flüssigen Elektrolyten in der negativen Halbzelle und feuchter Luft aus der Umgebung in der positiven Halbzelle ist nur noch ein Tank notwendig. Somit soll eine Verdoppelung der Energiedichte gegenüber der VRB erreicht werden. Die tubuläre (röhrenförmige) Bauform soll neben einer Steigerung der Leistungsdichte auch eine kostengünstigere Herstellung dieser sogenannten Vanadium-/Luft-Redox- Flow-Batterie ermöglichen.
Als Maschinenbauingenieur mit der Vertiefung Energietechnik befasse ich mich sowohl mit der Auslegung der Prozessparameter und Zellgeometrie als auch mit dem Stofftransport in der Zelle selbst. Außerdem entwickle und baue ich aus den Batteriekomponenten der Forschungspartner Zellprototypen im Labormaßstab, welche später durch die beteiligten Unternehmen und die Entwicklung geeigneter Fertigungstechnologien umgesetzt werden sollen. Besonders interessant ist für mich dabei die Komplexität und Vielfältigkeit der Themengebiete, die hier aufeinandertreffen. Meine Forschungs- und Entwicklungstätigkeit als Ingenieur erfordert die Zusammenarbeit mit Forschern der Chemie, Elektrochemie und chemischen Verfahrenstechnik auf der einen Seite und Entwicklern aus dem Bereich der Material- und Fertigungstechnologien auf der anderen. Viele der Schnittstellen im Projekt befinden sich in meinem Arbeitsgebiet, weshalb ich auch mit der Koordination des Forschungsprojekts betraut bin. Gerade dieses Zusammentreffen von Experten mit teilweise sehr unterschiedlichen fachlichen Hintergründen ist dabei besonders spannend und immer wieder eine Herausforderung, der ich mich gerne stelle.
