MoBs-RFB
Monitoring und Betriebsstrategie für Redox-Fluss-Batterien
Die Energiewende treibt die Elektrifizierung des Wärme- und Mobilitätssektors voran und erhöht durch Wärmepumpen und Elektrofahrzeuge den elektrischen Energiebedarf privater Haushalte. Photovoltaikanlagen können den Bedarf großteils decken, erfordern aber den Einsatz von Batteriespeichern. Eine nachhaltige Alternative zur verbreiteten Lithium-Ionen-Technologie sind die Vanadium-Redox-Fluss-Batterien (VRFB). Diese sind mit hochleitfähigen Kationen-Austausch-Membranen effizienter und wirtschaftlicher zu betreiben, wobei deren erhöhter Crossover-Stoffstrom jedoch die Kontrolle des Ladungs- und Gesundheitszustands (SoC / SoH) erfordert. Dafür wird eine modifizierte Open-Circuit-Voltage-Zelle (OCP-Zelle) zur unabhängigen Messung der Elektrolyt-Gleichgewichtspotenziale mit einem Beobachtermodell-Algorithmus gekoppelt. Auf Basis des SoC und SoH wird eine Betriebsstrategie entwickelt, bei der die elektrische Polarisation der Batterie regelmäßig vertauscht wird, um die durch den Crossover-Stoffstrom verursachten Konzentrationsdifferenz langfristig wieder auszugleichen und die stoffliche Zusammensetzung beider Elektrolytseiten wartungsfrei stabil zu halten. Nach Prüfung in Laborsystemen wird die OCP-Zelle, der Beobachteralgorithmus und die Betriebsstrategie in einem 2kW-6kWh-Heimspeicher kombiniert und deren stabile und wirtschaftlichere Funktion demonstriert. Die technischen Verbesserungen fördern den breiten Einsatz der VRFB-Technologie als Batteriespeicher, auch im privaten Bereich.
Allgemeine Informationen zum Projekt:
Laufzeit: 01.09.2024 - 31.08.2027
Projektleitung: Prof. Dr.-Ing. Oliver Bohlen
Projektmitarbeiter: Kieran Oswald
Projektförderung: Bayerische Forschungsstiftung
Projektpartner: Kermi GmbH
Einrichtungen:
