DegraBat - Degradationsprozesse in All-Vanadium-Redox-Flow-Batterien

Bild Forschungsprojekt

Foto: Ali Soleimani Dorcheh

Laufzeit: 1.6.2017 - 31.5.2020
Partner:

Fraunhofer-Institut für Chemische Technologie

Karlsruher Institut für Technologie KIT

Freie Universität Berlin

SGL Carbon SE

FUMATECH BWT GmbH

balticFuelCells GmbH

AMG TITANIUM ALLOYS & COATINGSGfE Gesellschaft für Elektrometallurgie mbH

DKE VDE

Geldgeber:

Bundesministerium für Wirtschaft und Energie

Projektträger: Projektträger Jülich

Bearbeiter: Hyunjoon  Ji
Arbeitsgruppe:  Elektrochemie

Motivation

Die Vanadium-Redox-Flow-Batterie ist eine vielversprechende Technologie für die Speicherung erneuerbarer Energien. Vorteile sind die unabhängige Skalierbarkeit von Leistung (Zelle / Stack) und Kapazität (Tank), geringe Selbstentladung und lange Lebensdauer. Die Degradation der Batteriekomponenten (Elektroden, Membran, Elektrolyt, Dichtung) führt jedoch zu Kapazitäts- und Leistungsverlusten und auch zu einer kürzeren Lebensdauer der Batterie.

Projektbeschreibung

In diesem Verbundforschungsprojekt werden die Degradationsprozesse von Komponenten in Vanadium-Redox-Flow-Batterien untersucht und sollen vorhergesagt werden. Die Ziele sind:

  • Identifizierung und Charakterisierung von Degradationsmechanismen
  • Entwicklung von Methoden und Routinen zur beschleunigten Alterung der Batteriekomponenten
  • Entwicklung eines Modells zur State of Health (SoH) Analyse und Lebensdauerprognose

Die Degradationsmechanismen werden qualitativ und quantitativ in Abhängigkeit von verschiedenen Parametern, wie Betriebszeit, Lade- / Entladeverhalten und Umgebungsbedingungen, charakterisiert. Dazu werden alle Batteriekomponenten (Membran, Elektrode / Bipolarplatte, Elektrolyt, Dichtung) mit verschiedenen Analysemethoden untersucht. Die Arbeitsgruppe Elektrochemie wird sich intensiv mit der Degradation des Vanadium-Elektrolyten beschäftigen. Hauptaufgabe ist die Entwicklung und Etablierung von einfach anzuwendenden und effektiven Online-Überwachungsmethoden um den State of Charge (SoC) und den State of Health (SoH) der Redox-Flow-Batterie genau zu bestimmen.

Weiterhin werden im Rahmen des Projektes Methoden und Routinen zur gezielten und beschleunigten Degradation der Batteriekomponenten entwickelt und etabliert. Mit den Ergebnissen soll ein Modell zur Prognose State of Health bzw. der Lebensdauer der Batterie entwickelt werden.

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