{"id":67061,"date":"2021-01-14T02:49:00","date_gmt":"2021-01-14T01:49:00","guid":{"rendered":"https:\/\/www.sonnenseite.com\/?p=67061"},"modified":"2021-01-12T10:49:50","modified_gmt":"2021-01-12T09:49:50","slug":"projekt-solstice-stromspeicher-auf-der-basis-von-fluessigem-natrium-und-fluessigem-zink","status":"publish","type":"post","link":"https:\/\/www.sonnenseite.com\/de\/wissenschaft\/projekt-solstice-stromspeicher-auf-der-basis-von-fluessigem-natrium-und-fluessigem-zink\/","title":{"rendered":"Projekt \u201eSolstice\u201c: Stromspeicher auf der Basis von fl\u00fcssigem Natrium und fl\u00fcssigem Zink"},"content":{"rendered":"\n
Gr\u00fcne Industrie durch fl\u00fcssiges Metall<\/h5>\n\n\n\n

Damit einer Industrienation wie Deutschland der Schritt zur regenerativen Energieversorgung gelingt, sind verl\u00e4ssliche und kosteng\u00fcnstige Speichersysteme f\u00fcr gro\u00dfe Energiemengen n\u00f6tig. Diese bis zur Anwendungsreife zu bringen, hat sich ein internationales Team um Tom Weier und Norbert Weber vom Institut f\u00fcr Fluiddynamik<\/a> des Helmholtz-Zentrums Dresden-Rossendorf (HZDR) vorgenommen. Im Projekt SOLSTICE \u2013 zu Deutsch Sonnenwende \u2013 wollen sie ab Januar 2021 Stromspeicher auf der Basis von fl\u00fcssigem Natrium und fl\u00fcssigem Zink entwickeln. Die Europ\u00e4ische Union f\u00f6rdert das Projekt \u00fcber das Programm Horizont 2020<\/a> mit acht Millionen Euro.<\/p>\n\n\n\n

Fl\u00fcssige Metalle und geschmolzene Salze, mehrere hundert Grad Celsius hei\u00df und nur getrennt von einer halbdurchl\u00e4ssigen Membran, k\u00f6nnten stromintensive Industrien in das regenerative Zeitalter f\u00fchren. In gro\u00dfem Ma\u00dfstab sollen sie die aus Wind und Sonne gewonnene Energie speichern und in der Nacht oder bei ung\u00fcnstigen Wetterbedingungen wieder zur Verf\u00fcgung stellen. Wissenschaftler*innen aus neun Forschungsinstituten und drei Unternehmen haben sich jetzt zusammengeschlossen, um die daf\u00fcr n\u00f6tige Technologie einsatzreif zu machen.<\/p>\n\n\n\n

\u201eDie Entwicklung effizienter Energiespeicher f\u00fcr industrielle Anwendungen brennt aktuell unter den N\u00e4geln\u201c, erz\u00e4hlt Dr. Tom Weier vom HZDR-Fachbereich Magnetohydrodynamik. \u201eDas Ende von Kohleverstromung und Kernenergie macht solche Speichersysteme einfach unumg\u00e4nglich.\u201c Denn die Stromerzeugung aus regenerativen Quellen unterliegt nicht nur jahreszeitlichen Schwankungen, sondern auch solchen zwischen Tag und Nacht. Aktuell werden Zeiten geringer Stromproduktion noch durch konventionelle Kraftwerke abgefedert. Gehen diese in den kommenden Jahren vom Netz, m\u00fcssen andere L\u00f6sungen her. F\u00fcr Zeitr\u00e4ume von mehreren Monaten bieten sich Langzeitspeicher auf der Basis von regenerativ erzeugtem Wasserstoff oder Methan an. F\u00fcr die \u00dcberbr\u00fcckung der Nacht sind jedoch Kurzzeitspeicher geeigneter, die auf Batterietechnologie basieren.<\/p>\n\n\n\n

\u201eEine wirklich \u00fcberzeugende L\u00f6sung gibt es daf\u00fcr aber bisher nicht\u201c, erl\u00e4utert Weier. \u201eSysteme mit Lithium-Ionen-Akkus funktionieren zwar prinzipiell, w\u00e4ren im industriellen Ma\u00dfstab aber eine Ressourcenverschwendung.\u201c Denn der Lithiumvorrat ist begrenzt und die Lagerst\u00e4tten weitr\u00e4umig verteilt. Au\u00dferdem sind die heutigen Lithium-Ionen-Akkus aus vielen kleinen Batteriezellen aufgebaut. \u201eDas Aktivmaterial, das uns zur Energiespeicherung dient, ist dabei in kleinen Portionen verpackt\u201c, erkl\u00e4rt Weier. \u201eDiese m\u00fcssen dann auch noch miteinander verdrahtet werden. Zusammen verbraucht das eine gro\u00dfe Menge Konstruktionsmaterial.\u201c<\/p>\n\n\n\n

Natrium statt Lithium<\/h5>\n\n\n\n

Deshalb gehen er und seine Kollegen einen anderen Weg. \u201eBei den Aktivmaterialien setzen wir auf Natrium und Zink\u201c, erkl\u00e4rt sein Kollege Dr. Norbert Weber. Das hat ganz praktische Gr\u00fcnde. Natrium ist das sechsth\u00e4ufigste Element auf der Erde und in gro\u00dfen Mengen verf\u00fcgbar. Als Bestandteil verschiedener Salze sind zum Beispiel in jedem Liter Meerwasser etwa elf Gramm des Alkalimetalls gel\u00f6st. Zink ist zwar seltener, die weltweit verf\u00fcgbaren Zinkressourcen sind aber dennoch gewaltig. Und w\u00e4hrend Lithium heute vor allem aus China, Australien oder Chile importiert werden muss, verf\u00fcgt Europa \u00fcber eigene aktive Zinkminen. Das, so Weber, w\u00fcrde erheblich dazu beitragen, die Abh\u00e4ngigkeit europ\u00e4ischer Energieprojekte von anderen L\u00e4ndern zu verringern.<\/p>\n\n\n\n

In ihrem Forschungsprojekt haben die Wissenschaftler*innen zwei verschiedene Systeme im Sinn. Eines soll bei 600 Grad Celsius arbeiten, das andere bei 300 Grad Celsius. \u201eBeim ersten System sind sowohl die Elektroden als auch der Elektrolyt fl\u00fcssig\u201c, beschreibt Weber die Zusammenstellung. \u201eUnsere norwegischen Partner haben bereits mit diesem Aufbau experimentiert und die Funktionst\u00fcchtigkeit des Prinzips nachgewiesen. Hier sollen Energien im Megawattstunden-Bereich gespeichert werden, was solche Batterien f\u00fcr Industrieanwendungen pr\u00e4destiniert.\u201c<\/p>\n\n\n\n

Auch beim zweiten System dienen die fl\u00fcssigen Metalle als Elektroden der Batterie. Der Elektrolyt hingegen ist fest. \u201eUnsere Partner aus der Schweiz haben hier schon funktionsf\u00e4hige Systeme, die allerdings mit Nickelchlorid arbeiten. Das wollen wir im Projekt durch Zinkchlorid ersetzen\u201c, erkl\u00e4rt der Experte. \u201eIm Kilowattstundenbereich angesiedelt, ist f\u00fcr diese Batterien sogar ein Einsatz als Heimspeicher denkbar.\u201c Innerhalb der kommenden vier Jahre wollen die Forscher*innen beide Systeme mindestens so weit entwickeln, dass sie ihre F\u00e4higkeiten in einer realistischen Umgebung unter Beweis stellen k\u00f6nnen. Das zweite System k\u00f6nnte in dieser Zeit sogar nahe an die Marktreife gebracht werden.<\/p>\n\n\n\n

Beitrag zur Energiewende<\/h5>\n\n\n\n

Das HZDR \u00fcbernimmt dabei nicht nur die Projektkoordination, sondern auch den Bau der Batteriezellen. \u201eAm Institut f\u00fcr Fluiddynamik haben wir bereits langj\u00e4hrige Erfahrung im Umgang mit gro\u00dfen Mengen fl\u00fcssigen Natriums\u201c, erz\u00e4hlt Weier und verweist auf das Infrastrukturprojekt DRESDYN<\/a>, bei dem umfangreiche Experimente mit Fl\u00fcssigmetallen stattfinden. \u201eNeben der Anwendung spielt beim Projekt SOLSTICE nat\u00fcrlich auch die Forschung eine wichtige Rolle\u201c, erg\u00e4nzt Weber. \u201eDenn wir wollen verstehen, welche Vorg\u00e4nge in unseren Speichersystemen genau ablaufen.\u201c<\/p>\n\n\n\n

Dass ihr Ansatz einen wichtigen Beitrag f\u00fcr die Energiewende leisten kann, da sind sich die beiden Wissenschaftler sicher. \u201eUnser Vorteil ist die sehr einfache Konstruktion\u201c, sch\u00e4tzt Weier ein. \u201eDadurch sind diese Batterien gut skalierbar. Zusammen mit den g\u00fcnstigen Aktivmaterialien k\u00f6nnten wir deshalb einen deutlich niedrigeren Systempreis als bei anderen Elektroenergiespeichern erreichen.\u201c<\/p>\n\n\n

Quelle<\/h5>\r\n\n\n\n

Helmholtz-Zentrum Dresden-Rossendorf (HZDR) 2021<\/a><\/p>\n

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