DegraBat

Degradationsprozesse in All-Vanadium-Redox-Flow-Batterien

Laufzeit der angegebenen Teilprojekte: 01.06.2017 bis 31.05.2020
Fördersumme der angegebenen Teilprojekte: 1.821.196,00 €
Projektvolumen der angegebenen Teilprojekte: keine Angabe

 

Teilprojekt 1

SOC-Monitoring und Elektrolyt-Alterung

Förderkennzeichen: 03ET6129A

Dechema Forschungsinstitut SdbR
60486 Frankfurt a. M.
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Teilprojekt 2

Modellierung von Auswirkungen der Alterungserscheinungen von Materialien auf die Zelle und Qualifizierung von Dichtungsmaterialien

Förderkennzeichen: 03ET6129B

Fraunhofer-Institut für Chemische Technologie
76327 Pfinztal
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Teilprojekt 3

Charakterisierung der Kohlenstoff-Elektroden und Testroutinen für beschleunigte Elektrodenalterung

Förderkennzeichen: 03ET6129C

Freie Universität Berlin, Fachbereich Biologie, Chemie, Pharmazie - Institut für Chemie und Biochemie
14195 Berlin
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Teilprojekt 4

Aufklärung von Degradationsprozessen an VRFB-Membranen

Förderkennzeichen: 03ET6129D

Karlsruher Institut für Technologie - Fakultät für Chemie und Biowissenschaften - Institut für Anorganische Chemie
76131 Karlsruhe
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Teilprojekt 5

Optimierung der Elektroden - Transfer in industrielle Praxis

Förderkennzeichen: 03ET6129E

SGL Carbon GmbH - Meitingen
86405 Meitingen
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Teilprojekt 6

Methoden zur gezielten Alterung und Optimierung der Membranen - Umsetzung in die Praxis

Förderkennzeichen: 03ET6129F

Fumatech BWT GmbH
74321 Bietigheim-Bissingen
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Teilprojekt 7

Entwicklung von Testzellen zum Monitoring von Alterungsprozessen

Förderkennzeichen: 03ET6129G

balticFuelCells GmbH
19061 Schwerin
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Fördergeber: BMWi, Referat IIC6

Projektträger: PT-J

Leistungsplansystematik:
EA2313 Elektrochemische Speicher - Redox-Flow Batterien

Förderprofil:
Technologie- und Innovationsförderung

Förderart:
PDIR

Ausführliche Beschreibung des Verbundprojektes

Herausforderungen und Ziele

Die Vanadium-Redox-Flow-Batterie (VRFB) ist eine vielversprechende Technologie, um Speicherkapazität für eine Stundenreserve günstig bereitzustellen. In der VRFB wird ausschließlich Vanadium in vier Oxidationsstufen eingesetzt. Dies schließt die Kreuzkontamination der Redoxpaare aus und erhöht die Lebensdauer der Batterie. Nachteilig sind die Korrosivität des Elektrolyten und die damit verbundenen Materialanforderungen sowie die Selbstentladung der Batterie.

Um die Materialentwicklung für alle Komponenten, d. h. Elektroden, Elektrolyt, Membran, Bipolarplatten und Dichtungen, voranzutreiben, müssen deren Degradationsprozesse im Betrieb verstanden werden. Darauf aufbauend sollen Verfahren entwickelt werden, um in anwendungsnahen Materialtests eine beschleunigte Alterung herbeizuführen. Die Ergebnisse sollen in ein Modell eingepflegt werden, um die Kosten auf die Lebensdauer eines Systems abzuschätzen und um die Betriebsweise so anzupassen, dass die Lebensdauer erhöht wird.


Inhalt und Arbeitsschwerpunkte

Die Komponenten der VRFB werden einzeln und in ihrem Zusammenwirken auf ihr Degradationsverhalten untersucht. Dazu werden Alterungsprozesse identifiziert, Parameterabhängigkeiten definiert und daraus Protokolle erstellt. An Langzeit-Testständen gealterte Komponenten werden mit im Betrieb gealterten Komponenten von industriellen Partnern verglichen. Es werden Methoden zur gezielten und beschleunigten Alterung entwickelt. Die Degradation der Komponenten wird mit Ex-situ- und On-line-Methoden untersucht. Es wird ein Modell erstellt, das Vorhersagen über die Langzeitstabilität und Kosten für VRFB-Systeme ermöglichen soll.

Die Projektpartner bilden einen großen Teil der VRFB-Komponenten ab und den beteiligten Unternehmen werden wissenschaftliche Partner an die Seite gestellt. Die Projektpartner arbeiten interdisziplinär und übergreifend zusammen, so dass die Ergebnisse verifiziert werden können und eine breite Datenbasis zur Verfügung steht.

Quelle: https://www.enargus.de/pub/bscw.cgi/?op=enargus.eps2&q=degrabat&v=10&id=416263 (jüngster Zugriff: 13.05.2020)


Kurzkategorisierung

Energiespeichertypen

Redox-Flow-Systeme

Anwendungsfelder

stationär

Förderempfänger

Forschungs- und Entwicklungseinrichtung, Industrie, undefiniert


Schlagworte der Teilprojekte des Verbundprojekts

Teilprojekt 1

Energiespeichertyp

Redox-Flow-Systeme protische Elektrolyte einphasig (flüssig) All-Vanadium

Forschungsgegenstand

Zelle Elektrolyt flüssig

Forschungsbereiche

Analytik und Charakterisierung Modellentwicklung

Analytik und Charakterisierung Material-, Bauteil und Systemcharakterisierung Alterung

Analytik und Charakterisierung untersuchte Eigenschaft Alterung

Anwendungsfelder

stationär

Förderempfänger

Forschungs- und Entwicklungseinrichtung außeruniversitäre Einrichtung

Teilprojekt 2

Energiespeichertyp

Redox-Flow-Systeme protische Elektrolyte einphasig (flüssig) All-Vanadium

Forschungsgegenstand

Batteriepack/Batterie

Zelle

Zelle Dichtungen

Forschungsbereiche

Material-, Bauteil- und Systementwicklung Bauteil- und Komponentenentwicklung

Analytik und Charakterisierung Modellentwicklung

Analytik und Charakterisierung Material-, Bauteil und Systemcharakterisierung Alterung

Analytik und Charakterisierung untersuchte Eigenschaft Alterung

Anwendungsfelder

stationär

Förderempfänger

Forschungs- und Entwicklungseinrichtung außeruniversitäre Einrichtung

Teilprojekt 3

Energiespeichertyp

Redox-Flow-Systeme protische Elektrolyte einphasig (flüssig) All-Vanadium

Forschungsgegenstand

Zelle Elektroden

Forschungsbereiche

Analytik und Charakterisierung Methode Testroutinen für beschleunigte Alterung Elektroden

Analytik und Charakterisierung Methode Methodenentwicklung

Analytik und Charakterisierung Material-, Bauteil und Systemcharakterisierung Alterung

Analytik und Charakterisierung untersuchte Eigenschaft Alterung

Anwendungsfelder

stationär

Förderempfänger

Forschungs- und Entwicklungseinrichtung Universität

Teilprojekt 4

Energiespeichertyp

Redox-Flow-Systeme protische Elektrolyte einphasig (flüssig) All-Vanadium

Forschungsgegenstand

Zelle Separator

Forschungsbereiche

Analytik und Charakterisierung Material-, Bauteil und Systemcharakterisierung Alterung

Analytik und Charakterisierung untersuchte Eigenschaft Alterung

Anwendungsfelder

stationär

Förderempfänger

Forschungs- und Entwicklungseinrichtung Universität

Forschungs- und Entwicklungseinrichtung außeruniversitäre Einrichtung

Teilprojekt 5

Energiespeichertyp

Redox-Flow-Systeme protische Elektrolyte einphasig (flüssig) All-Vanadium

Forschungsgegenstand

Zelle Elektroden

Forschungsbereiche

Material-, Bauteil- und Systementwicklung Bauteil- und Komponentenentwicklung Elektrode

Anwendungsfelder

stationär

Förderempfänger

Industrie chemische Industrie Spezialchemie

Teilprojekt 6

Energiespeichertyp

Redox-Flow-Systeme protische Elektrolyte einphasig (flüssig) All-Vanadium

Forschungsgegenstand

Zelle Separator

Forschungsbereiche

Material-, Bauteil- und Systementwicklung verbesserte Eigenschaften

Material-, Bauteil- und Systementwicklung Bauteil- und Komponentenentwicklung

Analytik und Charakterisierung Methode Testroutinen für beschleunigte Alterung Separator

Analytik und Charakterisierung Material-, Bauteil und Systemcharakterisierung Alterung

Anwendungsfelder

stationär

Förderempfänger

Industrie Anlagen-, Maschinenbau und Automatisierung

Industrie chemische Industrie Polymere

Industrie chemische Industrie Polymere Membrane

Energiespeichertyp

Redox-Flow-Systeme protische Elektrolyte einphasig (flüssig) All-Vanadium

Forschungsgegenstand

Zelle

Forschungsbereiche

Material-, Bauteil- und Systementwicklung Zelle

Material-, Bauteil- und Systementwicklung Demonstrator Testzelle

Anwendungsfelder

stationär

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