Flüssigkeitsbatterien: Für ein nachhaltiges elektrisches Netz

Die zunehmende Nutzung erneuerbarer Energiequellen auf der ganzen Welt führt zu einigen logistischen Problemen in den elektrischen Netzen. Erneuerbare Energiequellen wie Wind- und Solarenergie erzeugen keine konstante Energie, weshalb ein Speichersystem erforderlich ist, um diese überschüssige, in Zeiten hoher Produktion erzeugte Energie für Zeiten mit hoher Nachfrage zu speichern. Heute sind Lithium-Ionen-Batterien die am häufigsten eingesetzte Lösung zur Speicherung von Überschüssen im elektrischen Netz, aber diese Technologie ist durch die kurze Lebensdauer der Batterien begrenzt. Sobald wir anfangen, uns stärker auf erneuerbare Energiequellen zu stützen, wird eine effektivere Energie-Zwischenspeicherung erforderlich werden, um die Sicherheit vor großflächigen, langfristigen Ausfällen zu gewährleisten.

Die Technologie der Flüssigbatterien gibt es schon seit Jahrzehnten, und bereits in den 1970er Jahren erforschten große, weltweit tätige Unternehmen der fossilen Energiewirtschaft diesen Bereich. Zum damaligen Zeitpunkt fehlten die Anreize, um diese Unternehmen davon zu überzeugen, ernsthaft in die Einführung von Flüssigbatterien zu investieren. Jetzt, da erneuerbare Energiequellen und die diese unterstützenden Initiativen zur Energieeinsparung weltweit an Popularität gewinnen, beginnen immer mehr Unternehmen, die Produktion von Flüssigbatterien als rentablen Beitrag zur Modernisierung unseres Elektrizitätsnetzes in Betracht zu ziehen.

Grundsätzlich funktionieren Flüssigbatterien, indem sie Reservoire von positiven und negativen Elektrolyten speichern und diese durch poröse, durch eine Membran getrennte Elektroden pumpen. Wenn die Batterie Elektrizität liefert, erfolgt die Oxidation des aktiven Materials auf der einen Seite, wobei die Elektronen durch den externen Schaltung fließen und Leistung erzeugen; die Reduktion der aktiven Materialien erfolgt auf der gegenüberliegenden Seite. Beim Laden der Flüssigbatterie werden die Oxidations- und Reduktionsseite vertauscht.  Durch die Kontrolle der Größe des Elektrolytpools können Flüssigbatterien Energie über einen viel längeren Zeitraum speichern als Lithium-Ionen-Batterien.

Es wird erwartet, dass der Markt für Flüssigbatterien in naher Zukunft mit einer prognostizierten jährlichen Wachstumsrate von 22,8 % zwischen 2023 und 2028 erheblich ansteigen wird, was zu einer Marktgröße von 805 Millionen US-Dollar im Jahr 2028 führt. Da der Markt wächst, nimmt auch die Anzahl der Akteure in diesem Bereich zu, und die Technologie der Flüssigbatterien diversifiziert sich infolge dieses Wettbewerbs. Das bekannteste und kommerziell erfolgreichste Redox-Flow- bzw. Flüssigbatteriekonzept im Jahr 2023 ist die Vanadium-Redox-Batterie, aber einige Forscher erwarten, dass hybride Flüssigbatterien wie Zink-Brom-Hybridbatterien in den nächsten Jahren schneller an Popularität gewinnen werden als deren etablierteren Alternativen.

ACS unterstützt den globalen Übergang zu grüner Energie durch die Entwicklung und Herstellung von Komponenten und Baugruppen für Elektrolyseure und Flüssigbatterien. Wir nutzen unsere umfassenden Fähigkeiten bei der Produktion gewebter und gewirkter Metallgewebe, Streckmetalle, beim Pressen, der Wärmebehandlung und anderen Kernkompetenzen in der Fertigung, gepaart mit unserer Erfahrung in der Qualitätskontrolle in großem Maßstab, um Komponenten in großen Mengen zu produzieren, die optimal in Anwendungen unserer Kunden passen. Zu den Brennstoffzellenkomponenten, die wir herstellen können, gehören Stromabnehmer aus Streckmetall, Gewirke aus Draht als überlegene Alternative zu Nickelschaum, flexible Stromschienen, die Automatisierung der Produktion, einschließlich des Anschweißens von Streifen an Streckmaterial, Abschirmgewebe und vieles mehr. Setzen Sie sich noch heute mit uns in Verbindung, um herauszufinden, wie ACS Sie bei der Entwicklung und Herstellung modernster, weltweit wettbewerbsfähiger Flüssigbatteriesysteme unterstützen kann.

Zitierte Werke:

Casey, ByTina. „Esso wusste alles über Zink-Brom-Flüssigbatterien“. CleanTechnica, 20 Sept. 2023, cleantechnica.com/2023/09/20/exxon-knew-all-about-zinc-bromine-flow-batteries/.

Nancy W. Stauffer  |  MIT Energie-Initiative. (n.d.). Flow batteries for grid-scale energy storage. MIT-News | Massachusetts Institute of Technology. https://news.mit.edu/2023/flow-batteries-grid-scale-energy-storage-0407

ReportLinker. (2023, 15. August). Es wird erwartet, dass der weltweite Markt für Flüssigbatterien von 289 Mio. USD im Jahr 2023 auf 805 Mio. USD im Jahr 2028 ansteigen wird, mit einer jährlichen Wachstumsrate von 22,8 % von 2023 bis 2028. GlobeNewswire News Room. https://www.globenewswire.com/news-release/2023/08/15/2725663/0/en/The-global-flow-battery-market-size-is-expected-to-grow-from-USD-289-million-in-2023-to-USD-805-million-by-2028-at-a-CAGR-of-22-8-from-2023-to-2028.html#:~:text=USD%2028. . .-,The%20global%20flow%20battery%20market%20size%20is%20expected%20to%20grow,22.8%20%25%20from%202023%20to%202028
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