Redox‐Flow‐Batterien: von metallbasierten zu organischen Aktivmaterialien

Abstract

Die Forschung auf dem Gebiet der Redox‐Flow‐Batterie (RFB) erlebt momentan einen signifikanten Aufschwung, der durch den wachsenden Bedarf angetrieben wird, immer größere Elektrizitätsmengen aus erneuerbaren Quellen zwischenzuspeichern. RFBs sind vielversprechende Kandidaten, um in Kombination mit Photovoltaik‐ und Windkraftanlagen sogenannte “Smart Grids” (d. h. intelligente Stromnetze) aufzubauen. Um das Ziel eines “grünen”, sicheren und kostengünstigen Energiespeichers zu erreichen, wurde in den vergangen Jahren der Fokus von metallbasierten Materialien mehr und mehr auf organische Aktivmaterialien verlagert. In diesem Aufsatz wird eine Übersicht über verschiedene Flow‐Batterie‐Systeme gegeben. Dafür werden relevante Beiträge über die Geschichte dieser Systeme diskutiert und die Entwicklung innerhalb der letzten Jahre von klassischen, anorganischen über organisch/anorganische hin zu Redox‐Flow‐Batterien, welche innerhalb des Katholyten und Anolyten redoxaktive organische Materialien nutzen, aufgezeigt. Wir analysieren die verfügbaren Technologien in Bezug auf deren technische, ökonomische und umweltbezogene Aspekte und diskutieren Vorteile und Beschränkungen dieser Systeme. Zum Abschluss werden weitere technologische Herausforderungen und potenzielle Forschungsmöglichkeiten erörtert.