Jenaer forschen an weltgrößter Batterie

So funktioniert die Redox-Flow-Batterie

Jena. Bis zum Jahr 2023 will das Oldenburger Energieunternehmen EWE eine Batterie in einem Salzspeicher bauen und setzt dabei auf die Expertise der Friedrich-Schiller-Universität Jena.

Vor anderthalb Jahren hatten die Thüringer Wissenschaftler im Magazin Nature ihre Erkenntnisse über Redox-FlowBatterien veröffentlicht, die auf Kunststoffbasis entstehen und ohne seltene Metalle auskommen. „Danach erhielten wir die Anfrage von EWE, ob das Prinzip auch in Kavernen, also unterirdischen Gasspeichern, funktioniert“, sagt Ulrich S. Schubert. Der Professor der Jenaer Universität startete ein gemeinsames Forschungsprojekt, das Solewasser als Medium der Batterie austestet.

„Der Riesencharme ist, dass man keine Container oder Silos bauen muss, um einen großen Speicher zu erreichen“, erläutert Schubert. Durch die Windräder steht in Norddeutschland eine große Energiemenge zur Verfügung, die wegen des beschränkten Stromnetzes nicht komplett zu verwerten ist. „Der unterirdische Speicher kann überschüssige Energie aufnehmen, damit die Grundlast im Netz sicherstellen und Kohlekraftwerke ersetzen“, sagt Schubert. Die Pilotanlage in einer Kaverne soll 700 Megawattstunden Strom speichern können. Die Energiemenge reicht aus, um 75 000 Haushalte einen Tag lang mit Strom zu versorgen.

„Wenn alles funktioniert, kann dies den Speichermarkt grundlegend verändern. Damit würden wir die größte Batterie der Welt bauen“, sagt Peter Schmidt von EWE.

Das Unternehmen EWE will in Salzstöcken die Energie von Windrädern zwischenspeichern und so konventionelle Kraftwerke ersetzen. Wissenschaftler der Uni Jena liefern die technologische Grundlage.

Sie besteht aus zwei Speicherbehältern und einer elektrochemischen Zelle. In der Zelle sind die beiden Speicherflüssigkeiten (Katholyt und Anolyt) durch eine für Ionen durchlässige Membran voneinander getrennt.

Bei der Aufladung der Batterie sorgt der Ladestrom dafür, dass Elektronen an den Polymeren des Anolyts angelagert werden. Gleichzeitig gibt der Katholyt Elektronen ab. Die so aufgeladenen Katholytund Anolyt-Moleküle werden aus der Zelle in Speicherbehälter gepumpt und durch ungeladene ersetzt. Bei der Entladung der Batterie wird die Reaktion umgekehrt.

Die maximale Speicherkapazität ist nur durch die Größe der Speicherbehälter für die Elektrolytflüssigkeiten beschränkt. Die Energie kann über mehrere Monate gespeichert werden.