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Enerige & Management > F&E - Vanadium-Batterie soll Klärwerke unabhängig machen
Bild: shutterstock
F&E:
Vanadium-Batterie soll Klärwerke unabhängig machen
Die Einsatzmöglichkeiten von Vanadium-Batterien untersucht die Westfälische Hochschule. Mit ihnen könnten zum Beispiel Klärwerke energieautark gemacht werden.
 
Zur Funktion der Vanadium-Batterie: Sie beruht auf der besonderen Eigenschaft des Metalls Vanadium, verschiedene Oxidationsstufen einzunehmen. Daraus ergeben sich vier variable Energiestufen. Befindet sich Vanadium mit unterschiedlicher Ladungsstärke gelöst in zwei Tanks, schickt der Energieunterschied die Elektronen hin und her. Wenn das System Elektronen pumpt, setzt es Gleichstrom in Gang, nimmt es Elektronen auf, speichert es Energie. Die angeschlossene Batterie wird so immer wieder geladen oder entladen.

Dieses Prinzip wollen jetzt Prof. Dr. Michael Schlüter und Mitarbeiter Stefan Palte vom Gelsenkirchener Fachbereich „Elektrotechnik und angewandte Naturwissenschaften“ nutzen, um Betriebe, in denen Strom anfällt, aber nicht immer zu den richtigen Verbrauchszeiten, energieautark zu machen.

Von Oktober 2020 bis März 2021 nehmen sie sich dazu die Erzeuger- und Verbraucherdaten von zwei Klärwerksverbänden in Nordrhein-Westfalen vor, um ein entsprechendes Nutzungskonzept zu finden. Gefördert wird das Projekt aus dem Programm „Progres.NRW – Research“ vom nordrhein-westfälischen Ministerium für Wirtschaft.

20 Jahre stabile Stromspeicherung und -lieferung möglich

„Vorteil der Vanadium-Redox-Fluss-Batterie ist, dass sie ohne merklichen Vanadium-Verlust rund 20 Jahre stabil Strom speichert und liefert“, erklärte Schlüter in einer Mitteilung der Hochschule. Die Batterie soll als Puffer dienen: In Klärwerken fällt etwa Faulgas an, das als Methan in Blockheizkraftwerken Strom erzeugt. Durch die Pufferung über die Vanadium-Batterie kann der Strom dann bei Bedarf genutzt werden, um etwa Pumpen, Hebeanlagen, Belüfter oder andere Klärwerksmaschinen zu betreiben. Schlüter: „Im Idealfall wird das Klärwerk damit unabhängig vom Stromnetz oder benötigt es nur noch in Ausnahmen.“

Da die Energieschaukel der Elektronen Gleichstrom unterschiedlicher Spannungsstärken erzeugt, schaltet Stefan Palte noch elektrotechnisch ausgeklügelte Wechselrichtersysteme und Regelungsmechanismen zwischen Batterie, Verbraucher und Versorgungsnetz. Er ist Master-Absolvent der Westfälischen Hochschule in Energietechnik.

Bei Projektende wird sich zeigen, ob sich das Prinzip auf Klärwerke sinnvoll anwenden lässt. Wenn nicht, haben die Forscher auch noch andere industrielle Nutzungsvarianten für Vanadium-Redox-Fluss-Batterien im Hinterkopf.

 
Prof. Michael Schlüter (links) und Stefan Palte arbeiten
an Konzepten für den Einsatz von Vanadium-Batterien
Bild: Westfälische Hochschule

 
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Dienstag, 13.10.2020, 12:01 Uhr