Mit einem neuen System wollen Wissenschaftler des Labors für physikalische und analytische Elektrochemie (LEPA) der Schweizer Universität EPFL zwei wichtige Felder der Energiewende gleichzeitig abdecken: die Produktion von grünem Wasserstoff und die Energiespeicherung. In der Zeitschrift „Cell Reports Physical Science“ haben sie das System vorgestellt. Dieses verbindet eine herkömmliche Redox-Flow-Batterie mit katalytischen Reaktoren, die sauberen Wasserstoff mit Hilfe der durch die Batterie fließenden Flüssigkeit erzeugen. „Der Wasserstoff wird durch einen katalytischen Prozess hergestellt, bei dem die Energie aus der Batterie genutzt wird, um Wassermoleküle in ihre beiden Bestandteile, Wasserstoff und Sauerstoff, aufzuspalten“, so LEPA-Doktorand Danick Reynard. Dieser Wasserstoff könne als sauber bezeichnet werden, wenn die zum Laden der Batterien verwendete Energie erneuerbar sei.
Dem Wissenschaftler zufolge bietet die Technologie sowohl für die Wasserstoffproduktion als auch für die Energiespeicherung mehrere Vorteile. Denn herkömmliche Redox-Flow-Batterien könnten, sobald sie voll aufgeladen seien, keine weitere Energie mehr speichern. In dem LEPA-System hingegen könne die Batterie, sobald sie vollständig aufgeladen seien, Flüssigkeit in die externen Reaktoren abgeben. „Diese wiederum erzeugen Wasserstoff, der gespeichert und später verwendet werden kann, wodurch Speicherplatz in der Batterie selbst frei wird“, so Reynard. Der vom LEPA-System erzeugte Wasserstoff sei rein und müsse für eine optimale Lagerung nur getrocknet und komprimiert werden. Zudem sei das System sicherer als herkömmliche Systeme, da es den Sauerstoff und den Wasserstoff getrennt und nicht gleichzeitig erzeuge, was die Gefahr einer Explosion verringere.
Vor allem das Verkehrswesen ist laut LEPA ein sinnvoller Anwendungsbereich des Systems. Denn es könne nicht nur Wasserstoff produzieren, sondern auch als Puffer dienen, um Nachfragespitzen auszugleichen.
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Aus der verlinkten Originalveröffentlichung noch folgende Wirkungsgrade:
Elektrischer Speicher: 68%. Wirkt etwas dürftig im Vergleich zu mehr als 90% bei Li-Ion. Wie es sich im Vergleich zu anderen Redox-Flow-Batterien verhält, weiß ich nicht.
Wasserstoffproduktion: 64,1%. Das kann sich sehen lassen. Trocknung und Komprimierung werden fehlen dabi noch. Verheizt man den Wasserstoff in KWK und schickt den dabei erzeugten Strom in eine Wärmepumpe, hat man die ursprüngliche Energie etwa wieder drin – wie Strom-Direktheizung, aber eben zeitverzögert.
Das bisher traurige an Redox-Flow-Batterien ist, dass der Elektrolyt anscheinend so teuer ist, dass die Anlagen nur wirtschaftlich arbeiten können, wenn der ganze Elektrolyt an jedem Tag einen vollständigen Zyklus durchläuft. Das enttäuscht diejenigen, die auf Redox-Flow-Batterien als Kandidaten für die dringend benötigten Mittel- bis Langfristspeicher gehofft hatten.