Ein neuer chemischer Trick könnte Brom-Flussbatterien deutlich langlebiger und günstiger machen. Forscher haben das aggressive Brom dazu gebunden, um höhere Zyklen und eine höhere Energiedichte zu ermöglichen.
Brom-basierte Flussbatterien könnten eine entscheidende Rolle bei der Speicherung erneuerbarer Energien spielen, da sie auf breit verfügbaren Rohstoffen basieren und eine hohe Energiedichte versprechen. Bei herkömmlichen Systemen entsteht während des Ladevorgangs jedoch elementares Brom, das die internen Komponenten der Batterie durch Korrosion stark beschädigen kann.
Zudem führen bisherige Additive oft zu einer unerwünschten Trennung der Elektrolyte in verschiedene Phasen, was die Effizienz mindert. Ein Forscherteam unter der Leitung von Xianfeng Li hat nun einen neuen chemischen Ansatz entwickelt, um dieses Probleme zu lösen.
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Durch die Zugabe von organischen Aminverbindungen zum Elektrolyten fungieren diese als Bromfänger und wandeln das entstehende Brom in stabile bromierte Amine um. Dieser Prozess senkt die Konzentration an freiem Brom im Elektrolyten auf ein relativ niedriges Niveau.
Brom-Flussbatterien: Multi-Elektronen-Transfer steigert Effizienz
Die technologische Neuerung ermöglicht einen Zwei-Elektronen-Transfer, während Standardreaktionen bisher lediglich ein einzelnes Elektron übertragen konnten. Dieser Wechsel steigert nicht nur die Energiedichte der Batterie, sondern reduziert auch das korrosive Verhalten im Inneren des Systems.
Dadurch wird die Lebensdauer der Speicherlösungen deutlich verlängert, was Brom-Flussbatterien für den großflächigen Einsatz attraktiver macht. In praktischen Tests mit einer skalierten fünf Kilowatt Anlage konnte die Batterie über 700 Lade- und Entladezyklen hinweg stabil betrieben werden.
Aufgrund der geringen Bromkonzentration ist es den Forschern zufolge möglich, kostengünstige, nicht fluorierte Membranen einzusetzen, anstatt teure Spezialkomponenten. Nach Abschluss der Tests zeigten sich offenbar keine Korrosionsschäden an wichtigen Bauteilen wie Elektroden oder Stromkollektoren.
Zukunft der Netzspeicherung
Die Forscher sehen in ihrem Ansatz das Fundament für langlebige und sichere Zink-Brom-Flussbatterien im industriellen Maßstab. Die Technologie biete einen Pfad zu einer nachhaltigen Energieinfrastruktur, die sowohl effizient als auch wirtschaftlich rentabel sei.
Gerade in Zeiten, in denen das Speichern von Energie in Batterien wichtiger denn je ist, könnte die Technologie bei einer Wende zu nachhaltigen Energieträgern unterstützen.
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