Redox Flow Battery Campus
Beschreibung
Redox-Flow-Batterien (RFB) fangen Leistungsschwankungen von Solaranlagen und Windturbinen auf. Sie sammeln den Strom, welchen diese bei günstiger Wetterlage und Tageszeit produzieren, und geben ihn wieder ab, wenn er benötigt wird. Sie enthalten in zwei getrennten Kreisläufen chemische Flüssigkeiten. Um Energie freizusetzen, pumpen sie die Substanzen zusammen und lösen eine elektrochemische Reaktion aus. So decken sie die Nachfrage nach Ökostrom auch in leistungsschwachen Momenten. Die Methode gilt als relativ umweltschonend. Sie soll dereinst dazu genutzt werden, um Strom in der Grössenordnung von Gigawattstunden zu speichern.Im Rahmen des Projekts «FlowCamp» soll die Speichervariante weiterentwickelt und untersucht werden, welche chemischen Verbindungen für RFB geeignet sind. Ausserdem werden verschiedene Design- und Materialvarianten geprüft. Ziel der Forschungsarbeiten ist, aufzuzeigen, welche Materialkonzepte für welche Anwendungen in Frage kommen.Das Team der ZHAW analysiert in einem Teilprojekt ein Wasserstoff-Brom-Konzept sowie Redox-Flow-Batterien, für die organische Verbindungen verwendet werden. Es erstellt mathematische Modelle, mit denen sich nicht nur die elektrochemischen Prozesse, sondern auch die Transporteigenschaften in den Zellen simulieren lassen. So will es Erkenntnisse über das Lade- und Entladeverhalten gewinnen, um beispielsweise die Effizienz der Batterien zu erhöhen. Es arbeitet dabei eng mit Projektpartnern zusammen, welche auf die Herstellung und experimentelle Charakterisierung spezialisiert sind. Dazu zählen mehrere Batteriehersteller. «FlowCamp» ist Teil des Forschungs- und Innovationsprogramms Horizon 2020 der Europäischen Union (Projekt-Nr. 824060). Es wurde am 1. September 2017 gestartet und dauert bis am 31. August 2021, beteiligt sind 19 Hochschulen.
Eckdaten
Projektleitung
Projektpartner
Fraunhofer-Gesellschaft zur Förderung der angewandten Forschung e.V. / Institut für Chemische Technologie; Amer-Sil SA; Bar-Ilan University; Centre national de la recherche scientifique CNRS; Elestor BV; Hungarian Research Centre for Natural Sciences; Jenabatteries GmbH; Johnson Matthey plc; University of Chemistry and Technology Prague; Universität Stuttgart / Institut für Maschinenelemente
Projektstatus
abgeschlossen, 09/2017 - 09/2021
Institut/Zentrum
Institute of Computational Physics (ICP)
Drittmittelgeber
Horizon 2020 / Projekt Nr. 765289
Projektvolumen
3'796'578 EUR
Weiterführende Dokumente und Links
Publikationen
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An enhanced 1-D model of a hydrogen-bromine flow battery
2024 Wlodarczyk, Jakub; Cantu, Brenda; Fischer, Peter; Küttinger, Michael; Schumacher, Jürgen
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Upscaling of reactive mass transport through porous electrodes in aqueous flow batteries
2024 Wlodarczyk, Jakub Karol; Schärer, Roman Pascal; Friedrich, Andreas; Schumacher, Jürgen
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Towards optimized membranes for aqueous organic redox flow batteries : correlation between membrane properties and cell performance
2024 Tsehaye, Misgina Tilahun; Mourouga, Gaël; Schmidt, Thomas J.; Schumacher, Jürgen; Velizarov, Svetlozar; Van der Bruggen, Bart; Alloin, Fannie; Iojoiu, Cristina
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A multicomponent diffusion model for organic redox flow battery membranes
2024 Mourouga, Gaël; Sansone, Caterina; Alloin, Fannie; Iojoiu, Cristina; Schumacher, Jürgen
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Estimation of activity coefficients for aqueous organic redox flow batteries : theoretical basis and equations
2024 Mourouga, Gaël; Chery, Déborah; Baudrin, Emmanuel; Randriamahazaka, Hyacinthe; Schmidt, Thomas J.; Schumacher, Juergen O.
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Mass transport limitations in concentrated aqueous electrolyte solutions : theoretical and experimental study of the hydrogen-bromine flow battery electrolyte
2023 Wlodarczyk, Jakub; Baltes, Norman; Friedrich, K. Andreas; Schumacher, Jürgen
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Towards rigorous thermodynamics in aqueous flow batteries : measuring activity coefficients with differential scanning calorimetry
2021 Mourouga, Gaël; Baudrin, Emmanuel; Courty, Mathieu; Schmidt, Thomas J.; Schumacher, Jürgen