VC 41

Energiespeicherung der Zukunft in organischen Redox–Fluss-Batterien?

Vortragende/r:	Prof. Dr. Walter Jansen
Co-Autoren:	Dominique Rosenberg und Prof. Dr. Maike Busker
Institution:	Europa-Universität Flensburg
Datum:	21. November 2017
Zeit:	11:00 - 11:45 Uhr
Raum:	11
Plätze:	noch 1 Plätze frei

Im Rahmen der Energiewende werden die Anteile von elektrischer Energie aus Wind- und Solaranlagen, deren Stromproduktion stark von äußeren Faktoren wie Sonneneinstrahlung und Wind abhängig ist, stark steigen. Um den daraus resultierenden Schwankungen in der Energieversorgung zu begegnen, sind Energiespeichersysteme von Nöten.
Seit Kurzem werden in der aktuellen Diskussion so genannte Flow-Batteries beschrieben, die im Vergleich zu traditionellen Batterien einen größeren Stoffumsatz ermöglichen sollen. Hierzu ist für jede Halbzelle ein Kreislauf installiert, in dem ein Elektrolyt mit einem geeigneten Redox-Paar zirkuliert. Redoxpaare mit Vanadin-Ionenpaaren in verschiedenen Oxidationsstufen und verschiedenen Oxidationspotentialen wie V2+/V3+ und VO2+/VO2+ wurden erfolgreich erprobt.
Inzwischen haben Arbeitsgruppen von Aziz et al. von der Harvard University und Narayanan et al. von der Southern Californian University haben kürzlich vom Anthrachinon abgeleitete Redoxpaare für Redoxflusszellen entwickelt.
Wir haben uns deshalb den organischen wieder aufladbaren Systemen gewidmet. Für den Gebrauch im Unterricht haben wir eine einfache Versuchsanordnung entwickelt.
Versuche mit Gallussäure, Pyrogallol, Ellag-Tannin oder Gallo-Tannin, p-Phenylendiamin in Natronlauge und insbesondere auch Fotoentwickler mit alkalischer p-Aminophenol-lösung haben sehr gute Ergebnisse geliefert. Für die Kathodenseite verwendeten wir neben p-Benzochinon in einem Gemisch aus Eisessig und Schwefelsäure, auch Eisen(III)-sulfat-Lösung und die Sauerstoffverzehrkathode. Wir zeigen auch wirksame organische Batterien mit Medikamenten wie Paracetamol und Naturstoffen wie Tee, Kaffee und Rotwein.
Die Wiederaufladbarkeit der beschriebenen Batterien lässt sich u. a. mit Hilfe der Cyclovoltammetrie beurteilen.