• Redox-Flow-Batterien - eine Lösung für die Energiespeicherung der Zukunft?
  • Birgit Lachner
  • 30.06.2020
  • Allgemeine Hochschulreife
  • Chemie
  • 3. Lehrjahr
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Die Redox-​Flow-Batterie ist eine spe­zi­el­le Aus­füh­rung eines Ak­ku­mu­la­tors bei dem die En­er­gie in Form von ge­lös­ten Ionen ge­spei­chert ist. Zwei ver­schie­de­ne en­er­gie­spei­chern­de Elek­tro­ly­te zir­ku­lie­ren in ge­trenn­ten Kreis­läu­fen, die zu einer gal­va­ni­schen Zelle füh­ren, in der die Elektronenauf-​ bzw. -​abnahme und ein Io­nen­aus­gleich er­folgt.

Es gibt ver­schie­de­ne Ideen, für die Nut­zung von Redox-​Flow-Batterien. Eine davon ist eine Idee einer be­tank­ba­ren Bat­te­rie für Autos. Statt eine Bat­te­rie auf­zu­la­den, wer­den ein­fach die ver­brauch­ten Elek­tro­ly­te aus­ge­tauscht, was schnel­ler geht.

Kompakte RedFlow -Batterie
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Schau dir das Video (das rechts mit dem QR-​Code ver­linkt ist) an, dass über die Funk­ti­ons­wei­se einer Re­do­x­bat­te­rie in­for­miert, gleich­zei­tig aber auch ak­tu­el­le Ent­wick­lun­gen eines jun­gen deut­schen Un­ter­neh­mens vor­stellt. (bis 10:20 Mi­nu­ten!)
  • Be­schrif­te die fol­gen­de Zeich­nung einer Redox-​Flow-Batterie aus­führ­lich.
  • Teil­auf­ga­be
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Wel­che Re­ak­tio­nen fin­den an den bei­den Elek­tro­den statt, wenn die Bat­te­rie Strom lie­fert?

Mi­nus­pol (mit Oxi­da­ti­on):

Plus­pol (mit Re­duk­ti­on):

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In­for­ma­tio­nen zu den Standard-​Elektrodenpotentialen der Re­do­x­paa­re in einer VRFB sind schwer zu fin­den. Kannst du aber Aus­sa­gen ma­chen, wie die wie zu­ein­an­der ste­hen? Wel­ches Paar hat das hö­he­re Elek­tro­den­po­ten­ti­al?
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Im Zu­sam­men­hang mit Redox-​Flow-Batterien wer­den öf­ters mal auch die Be­grif­fe A­nolyt und Kato­lyt ver­wen­det. Ver­su­che ohne Re­cher­che zu er­klä­ren, woher diese Namen kom­men.
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Redox-​Flow-Batterien wer­den auch als En­er­gie­spei­cher - sogar für den Haus­halt - vor­ge­stellt. Wo un­ter­schei­den sich das Auf­tan­ken und das Ent­la­den einer Redox-​Flow-Batterie?
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Ver­glei­che die Mem­bran und die Elek­tro­ly­te in einer nor­ma­len Gal­va­ni­schen Zelle und einer Redox-​Flow-Batterie: wel­che Ei­gen­schaf­ten sind i­den­tisch, wo gibt es Un­ter­schie­de?
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Redox-​Flow-Batterien gel­ten als sehr lang­le­big. Wenn, dann sind es eher nicht die Elek­tro­ly­te, die Pro­ble­me ma­chen son­dern eher die Elektrolyse-​Zellen, die in grö­ße­ren Stacks ver­kom­men.
  • Warum ist das der Fall? Gehe auf beide Aspek­te ein.
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Mit dem QR-​Code rechts kommst du auf einen Ar­ti­kel mit dem Titel Die größ­te Bat­te­rie der Welt. Lies ihn dir durch!
  • Im Film und auch im Text wird der Be­griff der S­ka­lier­bar­keitver­wen­det. Was be­deu­tet das? Gehe dazu auch auf den Ar­ti­kel ein.
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Im Film und auch in dem Ar­ti­kel wer­den Vanadium-​Salze als En­er­gie­spei­cher ge­nutzt. In der größ­ten Bat­te­rie der Welt sogar in un­ter­ir­di­schen Ca­ver­nen.
  • In­for­mie­re dich über die Ei­gen­schaf­ten der ver­wen­de­ten Vanadium-​Ionen.
  • Was denkst du über die La­ger­fä­hig­keit der Elek­tro­ly­te in sol­chen Ca­ver­nen In­for­mie­re dich, was sol­che Ca­ver­nen sind!
  • Vanadium-​Elektrolyte sind bei den ak­tu­ell ver­trie­be­nen Mo­dell am ge­bräuch­lichs­ten. In­for­mie­re dich über an­de­ren Va­ri­an­ten und be­trach­te diese unter Be­ach­tung der Vor­tei­le einer Redox-​Flow-Batterie.