Forscher des Massachusetts Institute of Technology (MIT) nutzen das Sanduhr-Prinzip, um die bisher hohen Kosten der Redox-Flow-Batterie zu reduzieren. Redox-Flow-Batterien speichern Energie in einer Flüssigkeit, anders als etwa die verbreiteten Lithium-Ionen-Batterien. Das hat einige Vorteile: Diese Flüssigkeit, der sogenannte Elektrolyt, lässt sich günstig und umweltfreundlich herstellen.
Die Elektrolytlösungen werden in zwei Tanks gelagert und bilden den Plus- und Minuspol der Batterie. Zwischen den Tanks liegt eine Wandler-Einheit, durch die der Elektrolyt gepumpt wird. Diese kann Energie abnehmen oder zuschießen - je nachdem ob die Batterie lädt oder Strom liefert.
Die MIT-Forscher um den Werkstoffspezialisten Yet-Ming Chiang legen die beiden Tanks wie bei einer Sanduhr übereinander und nutzen damit das Prinzip der Schwerkraft für den Transport der Speicherflüssigkeit. Durch das Verstellen der Winkel, kann die Geschwindigkeit, mit der die Flüssigkeit von einem Tank in den anderen läuft, erhöht oder verringert und somit auch die Energieerzeugung variiert werden. Die Forscher veröffentlichten das Prinzip nun im Fachblatt "Energy and Environmental Science".
Sanduhr-Prinzip spart Pumpen
Über ein Gelenk können die Tanks einfach gedreht werden und der Prozess kann von vorne beginnen. Tanks, Pumpen und Ventile, die für den größten Teil der Kosten bei Redox-Flow-Batterien verantwortlich sind, werden nicht gebraucht. Dies würde zusammen mit der einfachen Konstruktion die Kosten wesentlich reduzieren, rechnen die Forscher vor. Denn obwohl Redox-Flow-Speicher viele Vorteile haben: Derzeit speichern sie noch zu wenig Energie pro Liter Elektrolyt. Das macht sie groß, schwer und eben teuer.
Die Komponenten des Sanduhr-Akkus sind so einfach gestaltet, dass sie sogar per 3-D-Druck hergestellt werden können. Allerdings ist die Elektrolyt-Flüssigkeit so zähflüssig wie Ketchup in einer Flasche. Die Strömungsgeschwindigkeit zu steuern gehört für die Forscher daher zur größten Herausforderung.
Für Chiang ist dieses pumpenlose Design ein vielversprechender neuer Ansatz für die Batteriespeicher. Bisher ist dies aber nur ein Forschungsprojekt und von einem kommerziellen Produkt noch weit entfernt. Der MIT-Forscher ist dennoch zuversichtlich, dass das Design letztlich zu einem realen Produkt führt.
