Redox-Flow-Batterien - Prof. Roth & Dr. Zeis

00:00:00: Geladen der Batteriepodcast,

00:00:04: daniel Messling und Patrick Rosen Hallo und herzlich willkommen zu einer neuen Folge von Geladen dein Batteriepodcast für Energiewende und Batterieforschung hallo Daniel.

00:00:16: Hallo Patrick.

00:00:18: Daniel wir wohnen jetzt vermehrt darauf angesprochen Mensch mach doch mal was zum Thema Redox-Flow-Batterien flüssig Batterien und heute ist es soweit wir haben uns zwei ExpertInnen zu eben diesem Thema Redox-Flow-Batterien hier ins virtuelle Studio eingeladen.

00:00:32: Diesen Batterien wird ja immer nachgesagt dass sie diese große Energiemenge aus den an euer waren im Sommer also aus Sonne Wind und Biogas dann auch saisonal speichern können und im Winter abrufbar,

00:00:44: machen können ob das wirklich so ist das werden wir heute mit den beiden Damen hier erfahren stellen so Gäste doch mal vor ja wir haben einmal hier

00:00:53: r Studio Professoren Christina Roth sie arbeitet als Material Wissenschaftlerinnen an der Fakultät für Ingenieurwissenschaften der Uni Bayreuth und ist Vorstandsmitglied des Beirats und der Gesellschaft Deutscher Chemiker der Fachgruppe elektrochemie

00:01:08: Hallo einen Podcast freut mich sehr.

00:01:11: Außerdem dabei dr Roswitha Zeis die ist Forschungsgruppen Leiterin der Gruppe electrochemical energy conversion am Helmholtz-Institut holen hallo Frau Zeiss.

00:01:22: Hallo wie komme ich zum Futters

00:01:25: außerdem werden wir ihn ein paar ein Spieler vorspielen und darin wird Doktor Peter Fischer vom Fraunhofer-Institut auftauchen den werden wir dann später auch noch kennenlernen so jetzt mal die erste Frage Frau Roth am

00:01:38: wie unterscheidet sich denn eigentlich einer Redox-Flow-Batterien von einer herkömmlichen Lithium-Ionen-Batterie

00:01:43: tatsächlich ist die Redox-Flow-Batterien schon sehr anders zu sehen das ist ja noch flussbatterie das heißt wir speichern die Energie in flüssiger Form in flüssigen sogenannten Elektrolyten

00:01:54: und damit hat man ganz andere Möglichkeiten wichtiges vor allem dass man

00:01:59: Energie und Leistung voneinander entkoppeln kann man kann sich das so vorstellen hatten bei große Tanks diese großen Tanks werden mit diesen Elektrolytlösung mit diesem Flüssigkeiten gefüllt.

00:02:08: Und dann etwas mein pumpen die Pumpen würden jetzt dass durch poröse Elektroden den Elektrolyten Pumpen und da erfolgt dann dieser Speicher oder entladen Ladevorgang das nämlich Elektronen dann an die Elektrode abgegeben werden.

00:02:22: Das Besondere ist dass solche die Speicherung in den Flüssigkeiten und vielleicht kann man das als Beispiel gleich die vanadium-redox-flow als eins der schon.

00:02:30: Kommerzialisierte Systeme anbringen wo man eben die.

00:02:34: Die Energiespeicherung in vier oxidationszustand and von Vanadium hat im wässrigen also Vanadium 2+ 3+ und 4+ 5+.

00:02:43: Und Roswitha wird bestimmt zustimme ist sieht auch schön aus weil es einfach ein Farbenspiel ist zwischen gelb und blau und grün und lila in den System.

00:02:51: Vielleicht können wir an dieser Stelle mal die groben Unterschiede von einer Lithium-Ionen-Batterie und einer Redox-Flow-Batterien darlegen Frau Zeiss.

00:03:00: Ja das ist wie eine Art ist auch ein Akkumulator los da sozusagen die aktiv Materialien die werden zu Hause.

00:03:09: Pumpen zugeführt und sind daher so ein bisschen verwandt auch mit den Brennstoffzellen und da gibt's halt 2.

00:03:17: Kamps und die Elektrolyte jetzige zirkulieren in zwei getrennten Kreisläufen.

00:03:25: Und damit kann man sozusagen zwei galvanische Halbzellen.

00:03:30: Aufbauen und damit hat man auch jede Menge Möglichkeiten bezüglich der Kimi und da ist auch der Fantasie keine Grenze gesetzt und wir brauchen einfach nur ein redox couple der chemisch reduziert oder oxidiert.

00:03:45: Wenn ich dir noch ganz kurz einhaken kann nur für denen die du mit dem System noch gar nichts zu tun hatten

00:03:50: wenn die Lithium-Ionen-Batterie hat man da verbindet man entweder einen Handyakku damit also

00:03:55: kleinere Aggregate oder vielleicht noch für die Elektromobilität die Systeme von denen wir sprechen sind eben in dem Vergleich wesentlich größer wesentlich sie meine Nummer kann nur sehr sehr wenig

00:04:09: Energie dann in den flüssigen Elektrolyten speichern das ist so ein kleines bisschen der Pferdefuß auch und dementsprechend sind diese Tanks die muss man sich schon riesig vorstellen und auch die Speicherung ist dann eher für stationäre Anwendungen also

00:04:22: momentan haben wir gerade ein Gast bei uns aus der Türkei am Lehrstuhl der möchte gerne

00:04:27: Flughäfen elektrifizieren und dann geht's um braun transportation wie ich daneben jetzt gehe diese

00:04:33: zeige mir das nächste Flugzeug an der Erde bewegt oder wie ich irgendwelche anderen Dinge wie den Gepäcktransport jetzt

00:04:40: CO2 neutral gestalten kann und da könnten Redox-Flow-Batterien was wir wirklich gute Dienste leisten.

00:04:47: Den Einsatz dieser Redox-Flow-Batterien den würden wir später diskutieren vielleicht fangen wir mal ganz grundsätzlich an mit den Charakteristika jetzt mal zu Lebensdauer ich habe gehört die nutzen offenbar überhaupt nicht ab also man kann ja gar nicht offenbar,

00:05:01: über Zyklen sprechen wie bei herkömmlichen Batterien bei tatsächlich der Abnutzungsgrad gleich Null ist richtig.

00:05:08: Also das was du die typische Alterungserscheinungen ISO in Religion die ohne Batterie stattfinden die gibt.

00:05:16: Nähere Redox-Flow-Batterien oder Vanadium redox Flow Batterie nicht wir haben keinen dentrade also.

00:05:22: Von welchem wir haben kein Elektrolytmangel im thermisches durchgehen passiert nicht.

00:05:28: Das ist ein echter Vorteil die diese Brust wässrige Redox-Flow-Batterien haben.

00:05:36: Und da wurden z.b. im Laborversuch geatmet zeige könne das mit der 200000.

00:05:43: Lade und Entladezyklen durchgeführt werden Kunden also das ist schon schon ganz erstaunlich natürlich gibt's da auch Alterungserscheinungen.

00:05:53: Die Materialien ermüden aber durchaus nicht so wie das Innere klassische Batterie zu erwarten wäre.

00:06:02: Sind die Batterien dann eigentlich schon im Einsatz auf dem Gips schon welche auf dem Markt oder sind die auch in Deutschland sehen jetzt gerade von diesen Projekten Flughafen erzählt aber das ist ja im Moment auch theoretisch.

00:06:14: Man kann sie tatsächlich schon in kleinen Stückzahlen wahrscheinlich erwerben das weiß ich nicht ich weiß es gibt z.b. dass data port Herion oder skip.

00:06:22: Die Firma Wolf storage bei München also es gibt auch irgendwie andere Firmen diese bereits in größeren Maßen im Inso Prototypen Einsatz haben und Verkauf.

00:06:32: Es muss auch schon irgendwie wirklich verkaufte Systeme geben weil wir auch die Rückläufer aus 5 Jahre Feldtest schon analysiert haben bei uns im Labor.

00:06:40: Also das ist schon so ich weiß es nicht ob jetzt jeder der zu Hause dann Eigenheim hat das privat für seine Energieversorgung muss ich überlegen würde ob der dann so einfach Zugriff hat aber ich.

00:06:51: Also ist schon sehr sehr weit gediehen die Redoxgleichung ologie.

00:06:55: Sobald man soll vielleicht noch ein bisschen einschränken da reden wir es auch wieder von den Vanadium Redox-Flow-Batterien die wir angeführt haben es schon sehr marktnah

00:07:04: Roswitha hat der gesagt man hat auf den ganzen Spielplatz mit anderen Elektrolyten und da gibt's dann z.b. organische Zellen oder polymerbasierte Batterien das ist einfach dann die Forschung in 20-30 Jahren die sind noch nicht so weit entwickelt.

00:07:16: Erst ein gutes Stichwort etwas gibt es könnte dann ein bisschen näher drauf eingehen was es noch gibt aber neben Vanadium oder was ist gerade so der Stand der Forschung.

00:07:26: Tatsächlich ist so dass die Vanadium Zelle ist ja so 1986 von Maria skillers in Australien etabliert worden und.

00:07:35: Die man hat um so ein bisschen kritisch zu sehen

00:07:38: das waren ja dann eben ziemlich teuer ist und auch teilweise ein bisschen bisschen toxisch zu sehen ist und deswegen gibt es Anstrengung die ganze Technologie ein bisschen umweltfreundlicher zu gestalten und da gibt's neues Gesetz 2014 Sammlerwert von Michael es ist er hat dann organische Zellen vorgestellt 2015 Jena diese Polymer basierten Batterien und was gerade ganz

00:08:02: spannendes ich würde mal unter

00:08:04: Holz Batterie vielleicht passen dass man tatsächlich dieses Produkt aus der Holzindustrie liegen ihnen auch als Elektrolyt einsetzen kann also man braucht ja eigentlich nur das hat Roswitha auch schon angesprochen diese redoxpaare

00:08:16: dass man eben Elektronen hin und her schütteln kann und die können organisch anorganisch sein das ist ja ohne unabhängig.

00:08:23: Aber so wie ich das verstanden habe dass die Redox-Flow-Batterien die jetzt schon stehen die funktionieren größtenteils mit Vanadium richtig.

00:08:30: Genau alle diese es gibt da schon jede Menge Systeme also die klatschte die gibt's so in

00:08:37: China gibt's also Dalian das ist sozusagen geplant als die größte Anlage in Amerika gibt es sehr viele Systeme

00:08:49: und er Japan hatte also das da und natürlich auch schon in Deutschland gibt's gibt es aber die meisten basieren auf vanadium-redox-flow.

00:08:59: System werden da auch für richtig schon vertrieben also das ist schon mehr als.

00:09:08: Kinderschuhe sozusagen aber auch die Industrie Vorstand

00:09:13: neuen Systemen soweit ich weiß wollte storage die Arbeiten Ameise flussbatterie System also da ist auch die Industrie relativ interessiert dran diese Technologie nach vorne zu.

00:09:27: Katapultieren also da ist schon einiges im in der Bewegung.

00:09:32: Das kann man tatsächlich das ein gutes Stichwort von dir mit den Eisen Batterie battery System das ist genau das wenn man alles so unter dem Dach

00:09:41: der Verfügbarkeit oder Nachhaltigkeit sieht dann ist natürlich das Vanadium jetzt nicht in dem System hat man gut im Griff man hat gut verstanden.

00:09:49: Aber das ist nicht wirklich so nachhaltig zu sehen und wenn man jetzt komplett auf Eisen umstellen könntest und wir was wieder das gesagt hat Eisen ist gut verfügbar Eisen Materialien.

00:09:58: Mit dem einen kleinen Problem das muss man uns auch dass man nicht oder wenig lassen das Eisen eben in drei oxidations Zuständen verfügbar es also 0 2 und 3

00:10:08: das habe ich auf der einen Seite und flüssiges redoxpaar was schön ist wenn er habe ich keine Phasenumwandlung und wenig Alterung,

00:10:15: auf der anderen Seite und das ist dann die problematische Seite wann will ich Eisen mol und Eisen 2+ als ich scheint immer wieder metallisches Eisen in der Elektrode ab.

00:10:24: Und das ist ein wirkliches Problem dann ist es auch keine richtige flussbatterie mehr in dem Sinne.

00:10:28: Wir haben uns im Vorfeld zu diesem Gespräch mit Herrn Doktor Fischer auch über Vanadium speziell unterhalten er hat zu Vanadium generell folgendes gesagt.

00:10:37: Okay also Vanadium ist tatsächlich kein seltenes Element das Problem ist Vorkommen zu finden die sich lohnen die diese auszubauen

00:10:47: da gibt's einige Elemente der bei denen ist das ähnlich also die sind auch sehr verbreitet eigentlich aber es ist schwierig vorkommen zu finden wo sich lohnt das abzubauen ja und das liegt daran weil nicht der Abbau sondern das Gewinn von den Vanadium Produkten die sie dahinter haben wollen was meistens

00:11:03: wann hat im oxide sind oder ferrovanadium oder andere Vanadium Produkte die technisch,

00:11:09: eingesetzt werden dass das tatsächlich sehr sehr energieintensiv ist und damit verbunden auch mit zu Wohnkosten.

00:11:18: Professor Roth was meint er denn hiermit kosten welche Kandidaten sind denn offenbar so kosten spiel ich im Abbau und in der Verarbeitung.

00:11:26: Tatsächlich meint damit Kosten wahrscheinlich erstmal das Vanadium das eben in den Lösungen als

00:11:31: Energiespeicher dient und da habe ich jetzt in Vorbereitung auf unser Gespräch das auch noch mal ein bisschen recherchiert

00:11:36: um zu sehen wie denn da die Preisentwicklung von Vanadium über die Zeit waren dann sieht man sehr schön das im 5 US-Dollar pro Kilogramm

00:11:43: 2000 bezahlt wurden für das Vanadium

00:11:46: und dann 125 US-Dollar pro Kilogramm in 2019 und der Preis war im Extrem volatil da eben auch Vanadium

00:11:54: Vanadium meistens mit Eisen zusammen beheimatet ist im im Ernst wenn es abgebaut wird und dementsprechend irgendwo auf der Vanadium Preis an die Stahlproduktion ein bisschen gekoppelt ist.

00:12:05: Ja das Problem mit Vanadium ist es ist also genau kein seltener Rohstoff da hat er absolut recht aber zum Abbauen ist natürlich schön wenn Tessin.

00:12:14: Hohe Konzentration vorliegt und in hoher Reinheit das Problem mit Vanadium ich dass es in der Erdkruste praktisch,

00:12:22: relativ überall verteilt ist es gibt es überall ja und die abbauländer sind etwas kritisch Zuseher die meiste Förderländer die sind Südafrika China und Russland.

00:12:36: Ja genau da liegt sie vielleicht auch ein bisschen die die Problematik allerdings gibt es Vanadium praktisch über die ganze Erde also vorkommen.

00:12:45: Über die ganze Erde verteilt auf dass sie sich eben richtig lohnt abzubauen wäre es wichtig dass es ihm in der hohe.

00:12:54: Konzentration möglich nah an der Oberfläche ist und des natürlichen hohe Reinheit vorliegt.

00:13:02: Die Nummer zum nächsten positiven Fakt über Redox-Flow-Batterien und zwar bieten sich tatsächlich als saisonalspeicher an weil sie sich grundsätzlich wenig bis gar nicht entladen dazu sagt der Doktor Fischer folgen ist.

00:13:18: Man kann so ein Redox-Flow-Batterien falls ihr Sohn aalspeicher ausliegen für saisonal speichern brauchen die Batterien mit einer guten das heißt im englischen immer so schön shelf-life.

00:13:28: Das bedeutet die shelf-life sagt wie lange kann ich meine Batterie im Regal stehen lassen und wie entlädt Sie sich selber und dadurch dass ich.

00:13:39: Das in Flüssigkeiten Speicher die externen Tank speichern kann

00:13:44: kann ich die Lebensdauer über längere Zeiträume garantieren deswegen ist Redox-Flow-Batterien prinzipiell geeignet für so eine Langzeitspeicherung wären das Zimmer Stüber Lithium-Ionen-Batterien nicht so ist weil wir dort habe ich halt eine gewisse selbst hinfahren.

00:14:00: Ja Frau Dr Zais ganz platt mal gesagt wenn ich mein handy für ein halbes oder für ein Jahr

00:14:06: ins Regal lege und ist nicht benutze dann ist die Batterie wahrscheinlich deutlich entladener als noch am Anfang bei Redox-Flow-Batterien ist das nicht der Fall warum eigentlich.

00:14:17: Genau also wie gesagt die aktiv Materialien die sind die

00:14:21: Thanks also sozusagen in Tanz außerhalb der Batterie und das ist daher kommt es jetzt nicht so während in in Religion Jona Batterie ja die aktiv Materialien.

00:14:35: In der Elektrode schon vorliegen deshalb haben die diese Selbstentladung ein bisschen Selbstentladung hat natürlich auch so eine Vanadium redox Flow Batterie im Betrieb da jetzt,

00:14:46: idealerweise sollte dir der Elektrolyt absolute Nuri ohne durchlassen aber in der Realität kommt es doch ein bisschen in der Austausch zwischen den

00:14:58: Elektrolyten also zwischen den zwei Tanks und damit habe ich auch so ein bisschen Selbstentladung aber es ist jetzt,

00:15:06: kein so ein großes Problem für die Flow Batterie des ist es wirklich das spezielle dieses dieses Typs sozusagen.

00:15:14: Wir haben ja bis jetzt gesagt wir haben Elektrolytlösung die jetzt die Energie speichern wir haben die Elektroden die dann durch strömt werden durch den Elektrolyten aber wir haben eben auch die Membranen die diese beiden halbräume diese beiden elektrochemischen voneinander trennt.

00:15:29: Das war so

00:15:30: ein Vorteil der Vanadium Zelle die man noch gar nicht angekratzt haben das eben ich Vanadium auf beiden Seiten meiner Redox-Flow-Batterien habe und Bändern Vanadium durch die Membran durchwandert auf die andere Seite ein sogenannter Crossover dann wäre das eigentlich noch eine starke Alterungseffekt.

00:15:46: Aber wann hat Dennis zumindest auf beiden Seiten und man hat keine Verunreinigung der Elektrolytlösung ist schon mal was ganz positives.

00:15:54: Sind gerade Säuren oder Oliver Medium Systeme so interessant dass man versucht dieselben Ionen auf beiden Seiten der Membran in der Redox-Flow-Batterien zu haben.

00:16:04: Anja wir sind jetzt mal in den nächsten ein Spielereien von Doktor Fischer und zwar zu den Markt unterschieden und auch den Einsatzorten wären es gerade schon kurz gekratzt ein normaler.

00:16:17: Lithium Ionen Speicherkraftwerke sind werden deswegen so häufig gebaut weil die meisten dieser Kraftwerke im Grunde Frequenz Regelleistungen machen.

00:16:26: Oder bist du Stunden Reserve und das ist im Grunde so ein Wohlfühlbereich auch für redoxcell für für Lithium-Ionen-Batterien unterhalten sie ewig und es ist eine Anwendung wo sie absolut sinnvoll sind.

00:16:38: Also diese diese großspeicher die können auch natürlich am Regelenergiemarkt teilnehmen seit kurzem ist das erlaubt.

00:16:46: Bis vor ein paar Jahren war das aber nicht erlaubt weil sie mussten sich entscheiden ob sie entweder Frequenz Regelleistung machen oder managing Markt halten.

00:16:54: Deswegen haben die meisten natürlich den sehr viel lukrativer Konsequenz Markt an wie sieht dieser Speicher das heißt die werden mieten in der in der Regel nicht mehr länger als 15 Minuten geh und entladen.

00:17:05: Ich denke das Redox-Flow-Batterien tatsächlich.

00:17:09: Gute Chancen haben kostengünstiger zu sein als andere Batterien in den Bereich.

00:17:15: Mehrere Stunden bis Tage für die Saison Speicherung.

00:17:21: Sehe ich ein bisschen das Problem dass die Energiedichte zu gering ist wenn sie Saison einspeichern wollen.

00:17:27: Dann ist es sinnvoll da etwas zu speichern dass eine höhere Energiedichte hat weil die tanzt werden ganz ganz schnell sehr sehr groß im Moment.

00:17:37: Gibt es auch kein Geschäftsmodell für ein saisonspeicher noch die weniger für ein saisonspeicher bei ist einfach nicht wirtschaftlich ist und dafür würde ich mir wünschen dass wir andere Geschäftsmodelle für so etwas finden.

00:17:54: Ja V-Rod was sind denn aus ihrer Sicht so die Einsatzorte also welche gibt es schon oder welche sind sie auch in Zukunft für die Redox-Flow-Batterien.

00:18:03: Welche E ist das einer der Punkt dass man die in der hausenergieversorgung bisschen kleineren Wohnanlagen ist ist sich anschaut dass man sie da einsetzen kann

00:18:13: es wird definitiv keine mobile Anwendungen geben denke ich das hat der Herr öffne ja auch schon angesprochen mit der geringen Energiedichte,

00:18:19: und wo man das halt jetzt gekoppelt sieht es sind alle Möglichkeiten der Anwendung wo man einerseits ne relativ findet eine längere Zeit überbrücken muss.

00:18:28: Andererseits aber auch viel Fläche zur Verfügung hat das wo man daneben sagen kann natürlich kann ich jetzt mir das anschauen für roswithas auch schon angesprochen.

00:18:38: Wenn ich eine Firma habe die irgendeinen koppelt mal arbeiten muss wenn ich irgendwo gucken muss dass ich in eine Netzstabilität nicht gewährleistet habe aber dann trotzdem nicht in einen Bruch in eine Kapazitäten Produktionskapazitäten hinnehmen kann.

00:18:51: Ich kann mir das vorstellen das ist ja auch das was der Peter Fischer aufgebaut hat,

00:18:55: das mit eben mit einem Öl Windenergie Windparks koppelt das man mit Solarpanelen koppelt

00:19:01: und bist du schon angesprochen habe diese CO2 neutrale Airport den Flughafen den es geben soll da ist dann auch so dass man bei Photovoltaik nebendran baut die Speicherlösung braucht weil der natürlich auch

00:19:13: unterschiedlich Energiemengen abnimmt die von der Photovoltaik natürlich dann nicht unterbrechungsfrei zur Verfügung gestellt werden und man dann irgendein Speicher brauche und dafür ist jetzt eine Redox-Flow-Batterien mit ich auch sinnvoll weil auch bei solchen remote,

00:19:27: Option jetzt der Platzbedarf nicht so eine hohe Rolle spielt,

00:19:30: das soll man auch noch an wenn oder anmerken hier dass wir natürlich Anstrengungen unternehmen um die Energiedichte auch zu erhöhen ich meine es gibt ja Forschung auf diesem Gebiet

00:19:38: und sag kann man dass sich sehen dass die Energiedichte besser wird die jetzt momentan halt nur bei 50 Wattstunden pro Kilogramm vielleicht liegt oder man kann auch.

00:19:48: Optimieren die Effizienz die im Moment bei Redox-Flow-Batterien Suppe 80% zu sehen ist dass man die eben auch verbessert durch andere pumplösung durch eine Strukturierung der Elektroden das dann der Elektrolyt besser durch

00:20:01: der die Elektrode gepumpt werden kann mit weniger Energieverlust eines an den Stellen ist man auch schon dran.

00:20:08: Und welchen Hebel von denen drei Sachen die sie jetzt genannt haben sehen Sie persönlich am größten an.

00:20:15: Also kann man die Energiedichte tatsächlich perspektivische in nächsten Jahren noch deutlich nach oben schrauben wie viel Luft ist da drin

00:20:23: es ist vorbei Luft wahrscheinlich missverständlich ist es keine Luft hinter ihren drin aber wie viel ja wie viel Wachstum ist dann noch möglich.

00:20:32: Jetzt auch gesagt hoffentlich haben sie keine Luft in den Tank immer die Frage mit wem sie jetzt reden von unserer Community vielleicht es gibt diejenigen die auf Dauer schwören dass man die Energiedichte durch die Wahl des Elektrolyts system-electronic Lösemittel Systems und die Anpassung der Membranen optimieren kann

00:20:47: wenn du jetzt mit Roswitha und mir sprechen würden wir wahrscheinlich sagen es ist die Elektrode an der wir viel arbeiten und einen großen Beitrag leisten kann

00:20:55: ich muss auch schon Probleme zu sorgen angesprochen haben vielleicht auch lieber nicht Problem sondern Herausforderung

00:21:01: dass man ist wenn man wässrige Lösung Mittel nimmt dass man ihm auch ein bestimmten Temperaturbereich festgelegt ist in mein gerne erweitern möchte z.b. durch den Zusatz ionische Flüssigkeiten durch Additive zum Elektrolyten

00:21:12: oder dass man auch da eben so ein bisschen beschränkt ist dass man in wässrigen Elektrolyten einen bestimmten potentialbereich vorgegeben hat in dem man nur arbeiten kann,

00:21:22: weil eben sonst Wasserstoff oder Sauerstoff gebildet werden würden aus dem besten Lösemittel was man nicht die auch vermeiden möchte

00:21:28: jetzt unser Bereich ist natürlich eher die Gestaltung der Elektroden die Elektroden sind kohlenstoffbasierte materialimpulse Kohlenstoff fließe oder Pilze die die man da ansprechen kann und da kann man jetzt natürlich viel machen mit die Porosität ändern das Material ein bisschen aktivieren

00:21:45: und dann damit dann bessere Leistung in der Zukunft erreichen.

00:21:50: Was Sie vielleicht auch noch mal bisschen herausstellen möchte als der große Vorteil von diesem Batteriesystem ist dass wir dass es sehr sehr sehr gut recyclefähig ist also dieses System also auch die gerade die Vanadium Redox-Flow-Batterien ich hätte den Vorteil.

00:22:05: Gegenüber Lithium-Ionen-Batterie ja das mit.

00:22:08: Wieder also man muss ja auch an die cradle Dinkel sozusagen also wenn das System abgebaut werden soll dann können die sich dem Edi ein persisch stehen mir sehr gut.

00:22:18: Auseinander gebaut werden die Materialien wieder verwendet werden wie das Vanadium wird ja nicht richtig verbraucht sozusagen.

00:22:27: Aktiv Materialen können leicht aus der Flüssigkeit wieder wieder gewonnen werden und für was anderes verwendet werden.

00:22:36: Und wie gesagt es sind ganz einfache kohlenstoffelektrode die ganz einfach auseinander gebaut werden können also das ist diese Recyclingfähigkeit die ist wirklich was.

00:22:49: Bis unteres und das muss mir auch in der Marktfähigkeit Zusage mit einrechnen was man bisher vielleicht so bisschen in anderen Batteriesystem.

00:22:58: Jetzt nicht so diskutiert und was ein Riese vorteilig für dieses System.

00:23:03: Absolut wie muss man sich das denn überhaupt vorstellen also wird dann das Vanadium die Flüssigkeit irgendwie gefiltert oder.

00:23:09: Sind ja dann doch relativ große Mengen die dann ins Recycling gehen oder wofür werden diese Flüssigkeiten dann verwendet.

00:23:16: Oder Perspektive ich glaube so viele Fälle gibt es ja noch nicht aber wie muss man sich das vorstellen wenn dann so eine Redox-Flow-Batterien die Tanks abgebaut werden die wenn ja dann wahrscheinlich.

00:23:26: Von der Flüssigkeit entleert was passiert dann damit.

00:23:29: Oder kann man das Vanadium einfach wieder wieder Rückgewinn das ist jetzt ist ja nur eingelöster eingelöstes Yvonne,

00:23:37: du musst ein bisschen schauen die Elektrolytlösung enthalten natürlich auch noch sogenannte Additive die jetzt eben für die Stabilität des Elektrolyten sorgen für die Temperatur der Potential Stabilität,

00:23:46: dazu gesetzt werden müsste jetzt eben schauen das man sind ja saure Lösung die man verwendet was auch unerhebliches provisions Potential natürlich Burke.

00:23:55: Dass man jetzt eher die Schwefelsäure und die Phosphorsäure eben irgendwo

00:23:59: da entsprechend Abdampfen kann und dann das Vanadium wieder einsetzt wenn man kann vielleicht auch irgendwie flüssig hier Vanadium electrolyte für andere Anwendung einsetzen da bin ich jetzt aber

00:24:10: nicht so sicher was es da gib ich würde sich wirklich dann als wieder als Vanadium Metall wiedergewinnen wollen,

00:24:16: was heißt Leimen bei der Wirtschaftlichkeit bei solchen großen anlagenliste stelle ich mir sehr sehr kompliziert vor die herzustellen an wie hoch sind denn die Kosten dann können wir das mal abschätzen jetzt vielleicht im Vergleich

00:24:28: zu GTO Millionen Batterien.

00:24:31: Also ich denk mal was du auf jeden Fall drauf geachtet werden muss dass sie diese Tanks die müssen nicht sein das ganz wichtig dass Sie sich also die Dichtigkeitsprobleme die man haben kann das ist ja ein flüssig System mich unter sie Elektrolyt sehr korrosiv Sehnde

00:24:46: was in große Kuschel Faktor ist ist auch des.

00:24:49: Digimon branden Material das ist passiert oft auf Nation was jetzt nicht ganz so günstig ist.

00:24:59: Ja also es ist zwar ein artium brauche ich natürlich das auch nicht so sage kostenfrei ist.

00:25:07: Aber also wie gesagt es also Tina die bauen jetzt gerade auf der also wirklich riesige Anlagen.

00:25:16: In Dalian bitte glaube ich 200 MB.

00:25:22: Stunde also das ist schon sehr sehr sehr große also es muss sich schon irgendwie für die auch rechnen ja.

00:25:30: Also die haben da schon große Hoffnungen die brauchen einfach große.

00:25:34: Sorry solution sozusagen man hört so viel aus anderen Ländern

00:25:41: das frage ich mich natürlich warum in Deutschland offenbar die Voraussetzung für solche Redox-Flow-Batterien nicht gegeben ist sind gerade gesagt in Fernost oder auch in Kanada und in den USA

00:25:53: werden die schon vermehrt aufgebaut was sind der Grund dafür warum können wir Deutschen das nicht auch einfach so tun.

00:26:02: Sollte man als erstes sagen dass die Förderung jetzt auch nicht gerade so intensiv in den letzten Jahren war

00:26:08: wie man das ist einfach immer wenn wenn anderes System gerade geheizt wird oder besonders favorisiert ist auch irgendwie schlecht politisch besonders gewünscht ist,

00:26:16: ist neben viele der Fördermittel und um Forschungsgelder in in dem Bereich und das Ding ist echt ein kleines bisschen schwieriger dann

00:26:23: jeder docsflow Technik zu etablieren ich würd schon sagen dass viele Menschen.

00:26:28: Viele Forscher oder Wissenschaftler in den Bereich gegangen sind Ingenieur in den Bereich gegangen sind elektrische miya mit Ionen Batterien spannendes Thema

00:26:36: und vielleicht die Dinge erst auf Brennstoffzellen geforscht haben forschen dann auf Lithiumbatterien und nachher dann in der wasserelektrolyse.

00:26:43: Das muss jetzt nicht beliebig klingen wir sind begeistert von unserem System unserem Thema aber ich glaube tatsächlich dass für jede Technologie auch die Zeiten bisschen reif sein muss

00:26:53: das kann schon auch sein dass jetzt regionale Unterschiede dann schon dazu führen dass na Technik in in einem Bereich in Deutschland Australien

00:27:03: der Welt besonders gefördert wird weil man auch besondere Chancen sieht sehr viel Potential weniger Risiken und ich mein Deutschland ist ja eben auch nicht unbedingt mit ausreichend zu vergleichen und sie würden jetzt ja auch wahrscheinlich nicht sagen Geothermie ist in Deutschland

00:27:17: ganz super spannend sondern eher vielleicht erstmal an island denken dass ich denke schon diese diese Geburt von der Technologie

00:27:24: kann global passieren die Weiterentwicklung ist meistens dann erstmal so ein bisschen gebunden an das sind die lokalen Gegebenheiten und die ist das Interesse dann auch.

00:27:32: Ja muss natürlich sagen genau die Elektrochemie da hat Christina völlig recht.

00:27:37: Also die war natürlich auch getrieben wir haben hier in der Starke Automobil-Industrie und natürlich ist das dann geht es mir in Richtung mobile Speicher und das hat war der große Treiber in.

00:27:50: Diese ist dieses Thema Elektrochemie ganz nach vorne geh wieder gepusht hat.

00:27:56: Und das waren eben die Anwendung REWE in der Automobilindustrie ist ganz klar und da zählen jetzt halt diese Flo Batterietypen jetzt.

00:28:06: Ihr weniger dazu aber ich glaube.

00:28:10: Die Zeit kommt also jetzt wird doch mehr so über die gesamte also Umbruch in der gesamte.

00:28:17: Also CO2 Reduzierung und dieses gesamte Energie sie stehen und da sich hat es durch die auf diese große Flexibilität in das System Auslegung

00:28:30: die Kimi die dir mit bitte einmal ganz viel Spiele kann ganz viele Möglichkeite.

00:28:36: LTC Kimi die mit der alle verwirkliche kann dadurch gibt's da auch ganz ganz viel Möglichkeit ich glaube.

00:28:44: Die Zeit kommt sozusagen aber ich wie gesagt es geht immer in in in Schüben und in in in Phasen was ich ganz positiv finde.

00:28:53: Das war auch ganz wichtig ist dass du so gewisses Interesse gibt auf Seiten de.

00:28:58: Industrie und ich merk auch was mich für mich jetzt auch persönlich sehr schön ist.

00:29:04: Dass ich es also finde ausbilde die nach der Promotion da oder oder.

00:29:09: Postdoc sie nach der Promotion dann eine Arbeitsstelle in diesem Fachgebiet bekommen oder so dann ist es und ich merke es hatte.

00:29:18: Ich attraktiv sozusagen insofern glaube ich schon dass das jetzt dann kommt sozusagen aber die Zeit vielleicht jetzt noch nicht ganz reif war ein Vorbehalt

00:29:27: gegenüber der Redox-Flow-Batterien ist ja immer die Giftigkeit das Vanadium Ski haben vorhin schon kurz drüber gesprochen auch das habe ich an Doktor Fischer gefragt wie giftig denn dieses Vanadium eigentlich ist ich bin nicht Wissenschaftler insofern habe ich jetzt schon verstanden dass es offenbar mehrere Versionen dieses Elements gibt er hat in Bezug auf Verschmutzung des Grundwassers

00:29:52: folgendes gesagt tatsächlich ist die Grundwassergefährdung von den Batterien nicht so schlimm weil

00:30:01: selbst die giftigste Stufen und wer diese Banane im Film Stufe sobald die im Grunde ins Grundwasser kommen und verdünnt wird hält sie aus und singen ist die Grundwassergefährdung von den Vanadium Batterie mit.

00:30:15: Frau Professor Roth was heißt hier Mitte und vielleicht versuchen Sie mal einen nicht Wissenschaftler zu erklären warum dieses Vanadium 5 warst ja offenbar auch eingesetzt wird.

00:30:27: Dann vielleicht doch nicht so schlimm ist fürs Grundwasser bzw offenbar wissenschaftlich noch nicht ganz klar oder.

00:30:34: Ich würde schon vermuten dass es wissenschaftlich geklärt ist dass Untersuchungen dazu gibt jetzt Mittel haben wir natürlich völlig recht ist keine richtige Einschätzung für eine Gefährdung oder nicht ist die Ehrlichkeit,

00:30:45: Roswitha das angesprochen ist mit Dichtigkeit das System natürlich kann man in Technologien auch an Materialien verwenden

00:30:51: durchaus in der Toxizität aufweisen wenn man eben sicherstellen kann dass er im Gefährdungsbereich fahren Fall nicht ins Grundwasser gelangen und wenn ich jetzt gute dichtsysteme habe besteht eigentlich keine Notwendigkeit unbedingt mit dem Vanadium in Kontakt zu bekommen das ist was anderes wie wenn man diskutiert hat ob man jetzt in Brennstoffzellen Methanol

00:31:10: als Energieträger als Kraftstoff einsetzt statt Wasserstoff tanken kann man so Erding argumentieren der Kunde kommt gleich direkt mit dem Meta nur in Kontakt dass du auch toxische aber jetzt in Vanadium Zellen das sind groß

00:31:23: große stationäre Anlagen wo jetzt nicht täglich irgendjemand aus der Bevölkerung mit dem Vanadium in Kontakt käme

00:31:32: deswegen glaube ich eine seit ist die Gefährdung nicht besonders hoch und dann ist vor allem wenn man das richtig händelt in diesem großtechnischen Anlagen nicht so viel davon zu.

00:31:41: Nicht nicht zu erwarten dass da viel Probleme auftreten.

00:31:45: Mit Eisen Lösung insgesamt schon schöner und ja es ist auch gut dass es ein wassertrick basiertes System ist dass man tatsächlich kommerzielle Anwendung bringt auch wenn es da wahrscheinlich Kollegen gibt es dagegen argumentieren

00:31:58: also diese eisenlösung sagen sie sind dann frei von Giftigkeit.

00:32:03: Da kriegen sie mich gerade nicht wirklich je nachdem wir sie jetzt ihre Gefährdung kategorisieren jeder der mit Chemikalien zu tun hat weiß am besten ist es wenn man die Finger nur im Wasser hält.

00:32:14: Welche ist jetzt irgendwo ein saures System schon auch hatten Gefährdungspotenzial und wenn bei mir jemand auf der Spur dann

00:32:22: mit Schwefelsäure experimentiert oder Perchlorsäure ist natürlich schon extrem wichtig dass er sich mit den Gefährdungen auch auskennt

00:32:29: und ich glaube das kann man jetzt hier nicht das ist aber belgiji uhrenbatterien bestimmt genauso dass es da Gefährdungspotential gibt nur da argumentiert man ja auch mit

00:32:37: in packaging also das alles was was jetzt gefertigt sein könnte eben entsprechend eingepackt verpackt ist das man da gar nicht erst mit dem Kontakt kommt

00:32:45: stellen wir uns mal folgendes Szenario vor wir haben jetzt eine Windanlage und die Windenergie soll in der Redox-Flow-Batterien gespeichert werden wie ist denn deine Wirkungsgrad wie viel geht denn da verloren ungefähr.

00:32:58: Ich glaube der Wirkungsgrade Ansichten 75% oder maximal so bye bye Vanadium

00:33:03: Hospital ja ich denke mal konservativ würde ich rechne so ungefähr 70 ca 70% Strich auch also wenn man da auch nur muss natürlich die die Pumpe Düse stehen mit einrechnen.

00:33:16: Rein elektrisch Berlin natürlich viel Höhe aber das ist natürlich unehrlich musste ja die Pumpe durch Stillen mit rechnen und da würde ich die schon.

00:33:28: Schon bei 70% sehe trotz heißt können Sie noch mal wiederholen wofür sind die Pumpen eigentlich noch mal konkret in der Redox-Flow-Batterien zuständig.

00:33:38: Was machen die also die aktiv Materialien kommen ja von außen also ähnlich wie in einer Brennstoffzelle.

00:33:47: Und da die werden die sind gelöst sie sind flüssig und wir müssen diese Materialien durch die Elektroden

00:33:55: Pumpen also sozusagen und wieder aus dem System raus führen und dafür brauchen wir die haben ja eben des Intros poröses Material.

00:34:06: Diese Elektrode die brauchen möglich hiroya elektrochemische aktive Oberfläche.

00:34:14: Aber dadurch haben wir halt dadurch dass es porös ist.

00:34:18: Wir pumpen sozusagen die Flüssigkeit durch ein poröses System dadurch haben wir immer. Verluste das ist einfach.

00:34:27: Gegeben idealerweise daran arbeiten Christina und ich diese Elektroden entsprechend zu optimieren dass diese Pump Verluste,

00:34:37: möglich gering sind sozusagen aber die muss natürlich immer im System

00:34:41: mit ein rechnen dass wir diese aktiv Materialien sozusagen in die elektrochemische Zelle einbringen müssen.

00:34:52: Über die Pumpe Lust haben wir auch mit dr Fischer gesprochen da hören wir jetzt gerade mal kurz rein.

00:35:00: Was natürlich die Verluste sind singen die Pump Verluste die sie haben und deswegen ist die Effizienz immer abhängig von der Leistung die sie im Grunde speichern

00:35:12: was bedeutet wenn sie in Nennleistung sind dann können Sie die Pumpen im Optimum betreiben und dann haben sie recht gute Effizienz ja also das heißt

00:35:21: normalerweise machen sie das so dass sie ins Bett auslegen auf eine Effizienz von 80%

00:35:29: Nennleistung chemische ECDC Effizienz von 80% Gleichstrom zu Gleichstrom und dann haben sie meistens noch ungefähr fünf bis sechs Prozent Verlust.

00:35:43: Durch die Pumpen und dann kommen sie dann meistens so auf 70 75%.

00:35:51: Frau Professor Roth sie haben gerade die gleichen selben Zahlen genannt.

00:35:57: Ist das vergleichsweise mit anderen Batteriesystemen denn sogar einen Minuspunkt für die Redox-Flow-Batterien

00:36:05: also ich würde sagen es ist jetzt nicht eindeutig ein Minus. Man könnte jetzt irgendwo seine Eckpunkte wählen die liegt im John Batterie mit der wir natürlich gerne verglichen werden auch wenn sie ganz anderen Einsatzbereich hat

00:36:16: kann bis zu 90% Wirkungsgrad denke ich gehen bei der Brennstoffzelle wird ein bisschen schwierig weil er müsste man den Wasserstoff mit rein rechnen die Wasserstoffspeicherung und dann ist deren Effizienz nicht so gut ist man dann nur irgendwie zwischen 40 und 50%

00:36:31: das heißt wir würden uns irgendwo mit der Redox-Flow-Batterien dazwischen einordnen

00:36:36: ich würde jetzt aber nicht sagen dass es ein Hauptargument dagegen ist weil Wirkungsgrade es ist eine Art der Messung was auch immer gibt,

00:36:43: jenigen unter uns die dann sagen es muss pigpower das muss ein besonderes

00:36:48: hohe Aktivität oder Performance nein aber tatsächlich ist die Robustheit eines Systems und wie lang lebe ich dass es eigentlich für angewandte also wenn ich irgendwo eine Abmeldung machen sollte zwischen da essen System das ist super gut und da ist ein System das arbeitet sehr lang sehr verlässlich würde ich immer das letztere nehmen

00:37:06: und ich glaube das ist immer so der Punkte meiner machen musstest ist sonst ein unfairer Vergleich.

00:37:11: Vielleicht als abschließende Frage eine profane Frage groß ist denn die Redox-Flow-Batterien Community in Deutschland und Europa

00:37:20: wie viele Wissenschaftler beschäftigen sich eigentlich mit diesem Batteriesystem.

00:37:24: Ich würde sagen ist auch ein bisschen schwierig zu sagen aber wir wollen jetzt gerade ein Buch herausgeben wo es eben um Redox-Flow-Batterien Technologie geht,

00:37:32: und da haben wir jetzt 50 Autoren über ganz über die ganze Welt eben angefragt die auch dazu bestimmt haben das heißt die 50 Arbeitsgruppen gibt auf jeden Fall,

00:37:40: ich würde sagen in in Deutschland haben wir so eine Liste die wird von der Decke mal gestürzt es ist das Redox-Flow-Batterien.

00:37:48: Da sind glaube ich auch allein für Deutschland und wahrscheinlich 50.

00:37:53: Einträge von grintuss noch mal 20 irgendwo aus benachbarten europäischen Ländern und ein paar internationale.

00:38:00: Die ist schon gar nicht so klein die Community.

00:38:04: Also was ich besonders find an der Community ich das ist sozusagen also academia also professore Arbeitsgruppen gibt also die die stark Grundlage orientiert arbeiten aber auch.

00:38:17: Wie oft in der Liste ich ganz überrascht gewesen also dass ich da dass da auch Industrievertreter sehr viel Industrievertreter.

00:38:25: Also die Taube Material z.b. herstellen oder so auch sich für dieses System interessieren also die Bandbreite ich da.

00:38:34: Von echten also großen Anlagen bauen bis bis grundlagenorientierte.

00:38:40: Wirklich Grundlagenforschung also interessieren sich für dieses System muss man schon sagen ich bin jetzt dann eher so in dem Textilindustrie Bereich Deutschlands gelandet und die gibt sehr viele die ihre textile Produkte haben die natürlich auch.

00:38:55: Base passiert sind und porös und sich dann dafür im interessieren kann denn das Material dass ich momentan so eine ganz andere Einwände Anwendung im Einsatz habe vielleicht auch interessant sein für die Redox-Flow-Batterien optimierter Elektroden.

00:39:10: Ja das ist können ja auch irgendwie Textilerzeugnisse sein die man dabei hohen Temperaturen karbonisiert und daraus Kohlenstoffe erzeugt poposu Polen Stoffe die sich dafür eignen von Elektrolytlösungen gut byström zu werden und gut die Elektronen Abzug.

00:39:23: Sorry dass ich dir.

00:39:25: Ich kriege den Eindruck dass das Rauschen bei Redox-Flow-Batterien immer höher wird tatsächlich aber jetzt noch mal vielleicht ein bisschen zusammengefasst.

00:39:36: Hängt es tatsächlich daran welche Nische diese Redox-Flow-Batterien eines Tages auch in Deutschland besetzen werden und so ein bisschen habe ich das Gefühl dass der Markt für saisonalspeicher

00:39:47: tatsächlich in Deutschland einfach nicht existiert da aber Redox-Flow-Batterien wunderbar reinpassen würden.

00:39:55: Ich glaube die sich mit der Anwendung ist auch dadurch dass wir das da so viele Möglichkeiten die Kim mit der Kimi noch an so viel Frage da noch auferstehen ist also da gibt's Möglichkeiten die wir uns vielleicht nur gerne Leute heute vorstellen können dass ist vielleicht es.

00:40:09: Spannende das System ich so flexibel also auch immer.

00:40:14: Wie gesagt im Bereich was zählt Kimi vom möglich ermöglicht werden können das ist wirklich sehr sehr schwierig ist geht's genauso sagen,

00:40:23: für die spezielle Anwendung ist es also wenn ich da anorganische Elektrolyt wähle dann habe ich da was ganz andere Anwendungen.

00:40:32: Im Hinterkopf jetzt ein klassisches vanadium-redox-flow System.

00:40:41: Ja damit sind wir am Ende angekommen

00:40:43: vielen dank ihnen beiden für ihre Expertise und dass sie teilgenommen haben das war sehr sehr erhellend und spannend wir wünschen natürlich alles Gute für die Redox-Flow-Batterien

00:40:53: ja irgend so schnell wie möglich auf den Markt kommen vielen Dank auch ihnen fürs zuhören und zuschauen als sie wie immer Fragen haben oder Themenvorschläge dann können Sie uns die schicken an Patrick. Hosen rkt.de DU oder an Daniel

00:41:07: Messling arkitip. EDU oder auch gerne auf Twitter an Helmholtz Ulm oder Klasse Polis.

00:41:13: Ansonsten wünschen wir ihr alles Gute und bis zum nächsten Mal tschüss Geladen der Batteriepodcast mit Daniel Messling und Patrick Rosen.

00:41:23: Music.

00:41:32: Diese Podcast wurde produziert vom Center for electrochemical energy storage Ulm und Karlsruhe Code Celeste,

00:41:40: eine Forschungsplattform des Karlsruher Instituts für Technologie der Universität Ulm und des Zentrums für Sonnenenergie und wasserstoff-forschung Baden-Württemberg.