Newsticker zur Energiewende

[Manfred]

Hat sich jemand von euch schon mal mit der Flußzellen-Technologie (Redox-Flow-Batterie) beschäftigt?

Der Quant E arbeitet mit so einem System. Zum "Laden" werden einfach die Flüssigkeiten ausgetauscht. Schnell wie ein normaler Tankvorgang.
http://www.nanoflowcell.com/de/anwendungen/quant-e/

Und die durch die aktuelle Forschung an einem Eisen-Zink-System hofft man auf Speicher-Investitionskosten von unter 100 Euro pro kWh für größere Systeme zu kommen.

Arbeiten die schon erhältlichen Salzwasserbatterien auch so?

[emil17]

Sorry, aber der Link ist Hochglanz auf Basis einer unausgereiften Technik dahinter, wie man mit etwas Nachrechnen leicht herausfinden kann, nachdem man die technischen Eckdaten in Form von Zahlen dann tatsächlich mal gefunden hat.

Der Pferdefuss ist auch hier die zu geringe Energiedichte für mobile Anwendungen.

Bei dem verlinkten Hochglanzprospekt haben die folgende Angaben für den Quant E:
Die Batterie des Quant E hat 30kWh Kapazität bei 2 x 200 Litern Elektrolyt. Das Auto verbraucht 20 kWh auf 100 km, was eine Reichweite von 150 km und ein Elektrolytgewicht von rund 400 Kilo ergibt.
Also hat der Akku 75Wh pro Liter Elektrolyt, bedeutet 13.5 Liter Elektrolyt pro kWh.
In der Praxis dürften die Werte eher schlechter sein. Zu Gunsten des Herstellers nehmen wir auch noch an, dass die 75Wh pro Liter für die elektrischen Seite des Akkus gelten, da der Akku ja auch einen begrenzten Wirkungsgrad (85 - 90%) bei der Umwandlung der chemischen Energie in Strom hat.
In der Praxis und im Vergleich zum guten Verbrennungsmotor bedeutet das, alle 150km Strecke (wenn man das Fahrzeug leer fährt, was keiner tun wird, ausser es hat alle paar hundert Meter eine Tanke dafür) 2x200 Liter Flüssigkeit austauschen (das ist nicht dasselbe wie Nachtanken, obwohl es so im Link steht), statt 5 Liter Treibstoff nachzutanken und dabei noch 400 Kilo Fahrzeuggewicht einzusparen.
Zudem liegt das Elektrolyt dann bei der Tanke, da muss es hin und von dort muss es wieder weg oder jede Tanke muss eine eingene Regeneriereinrichtung haben. Ob der Elektrolyt altert, d.h. wie viele Regenerationszyklen der erträgt, steht auch nirgendwo.

Der Slogan von denen "Rebellion hat ein neues Gesicht" müsste eher "Rebellion hat ein anderes Gesicht" heissen ...

Im verlinkten Prospekt reden die von elektrisch geladenen Flüssigkeiten ("ionischer Flüssigkeit, eine positiv und eine negativ geladene Flüssigkeit"), statt von Salzlösung, weil das besser klingt (obwohl es falsch oder zumindest grob missverständlich ist).
"Unsere eigenentwickelte nanoFlowcell® realisiert eine fünfmal höhere Energiedichte als herkömmliche Flusszellen-Technologien" - d.h. unter Laborbedingungen, mit vermutlich exotischen Chemikalien und als Referenz hat man ein uneffizientes System mit schlechten Werten genommen, damit die Vergleichswerte besser sind. Trotzdem sind 75Wh pro Liter bei weitem nicht 5mal besser wie herkömmliche Systeme.
Wenn der Elektrolyt nachgetankt, und ausserhalb des Akkus regeneriert werden kann, dann stellt sich die Frage, was mit dem verbrauchten Elektrolyt geschieht. Darüber schreiben sie nix, dabei sind das immerhin 400 Liter Flüssigkeit, die bei jedem Tanken, also alle 150 km, getrennt abgelassen werden müssen, bevor man neuen Elektrolyten nachfüllen kann.
Da es sich dann nicht um ein geschlossenes System handelt, stellt sich weiter die Frage, wie empfindlich der stromerzeugende Teil gegenüber Verunreinigungen des Elektrolyten ist und überhaupt, wie viel Energie benötigt wird, um den Elektrolyten zu regenerieren und zur Tankstelle zu befördern.
Ebenfalls steht nicht darüber, ob das Zeug giftig oder brennbar oder sonst irgendwie problematisch sein könnte.
Vermutlich wäre es über alles gesehen immer noch viel einfacher, den Strom elektrochemisch in Treibstoff zu verwandeln und diesen dann mit 40% Wirkungsgrad im Auto mit herkömmlichen effizienten Verbrennungsmotoren zu verwenden, statt kubikmeterweise Elektrolyt heruumzufahren und zu regnerieren, zumal der Akku ja auch nur einen Wirkungsgrad von 80 - 90% hat und der Aufwand für die Logistik riesig ist.
Für stationäre Anlagen mag die Geschichte anders aussehen.

[Manfred]

Die aktuelle Variante des Fahrzeugs ist der FE
http://www.nanoflowcell.com/de/anwendungen/quant-fe/

Dort wird eine Kapazität von 70 kWh bei 2 x 250 l angegeben.
Verbrauch 20 kWh/100 km. Das wären dann schon 350 km.

Aber mir geht es mehr um das Batteriekonzept im Allgemeinen.
Die Forschung dazu scheint ja noch in den Kinderschuhen zu stecken. Trotzdem werden bereits erstaunliche Daten genannt.

[emil17]

Aber mir geht es mehr um das Batteriekonzept im Allgemeinen.

Stimmt, das ist ein sehr interessantes und wichtiges Gebiet.
Allerdings sollte die Forschung zuerst mit stationären Anlagen arbeiten, weil da das Gewicht nicht wichtig ist.
Was mich an der Sache vor allem interessiert, ist neben der technischen Machbarkeit die langfristige Umweltbelastung im Alltagsgebrauch. Eine sich durchsetzende Akkutechnik würde ja bedeuten, dass grosse Mengen davon flächendeckend in die Umwelt gelangen, und ein wesentlicher Teil davon dann als Müll irgendwo liegen bleibt.
Deshalb wäre eine Akkutechnik auf Basis organischer ungiftiger Substanzen oder Allerweltselemente wie Schwefel, Magnesium, Eisen usw. wünschenswert.

Die Energiedichte (nutzbare kWH pro Gewicht) ist zurzeit der grösste Nachteil unkonventioneller Energiespeichermethoden. Aber die ist ja nur bei mobiler Anwendung kritisch. Was würde man zu einem Motorfahrzeug sagen, das die Hälfte der Motorleistung und der Transportkapazität dazu verwendet, den Treibstofftank mitzuführen?
Ich halte es deshalb immer noch für einen grossen volkswirtschaftlichen Unsinn, dass man zwar Alternativen zum Dieseltreibstoff fördert, aber gleichzeitig grosse Mengen an hochwertigem Treibstoff zu Heizzwecken als Heizöl stationär einfach verbrannt werden. Statt aus Biomasse Schnaps für Treibstoff zu machen, soll man doch mit Biomasse heizen und Heizöl damit ersetzen, das dann verfahren werden kann.

Bei alternativen Treibstoffen ist immer auch der Aufwand für die Logistik und die Infrastruktur zu beachten. Diesel, Benzin und Flüssiggas haben die grossen Vorteile, dass sie eine hohe Energiedichte haben und nach dem Verbrauch weg sind, d.h. man muss nicht grosse Mengen irgendwelcher Trägersubstanzen zurücktanken und regenerieren.
Ich sehe daher auch nicht die in deinem Link vorgestellten Autotypen als interessant an. Das typische Anwendungsgebiet für Elektroautos wären all die Liefer- und Zustelldienste, wo regelmässig kurze Strecken gefahren werden, wo viele Start- und Anhaltvorgänge anfallen und wo das Fahrzeug immer am gleichen Ort übernachtet und dort regeneriert oder wieder aufgeladen werden kann.
Das ändert allerdings nichts an der Faszination des Gebietes. Da steht irgendwo eine Tonne Salzwasser im Keller, und die liefert mir im Winter das Licht, das ich im Sommer mit einer PV-Anlage eingefangen und zwischengespeichert habe ... toll.

[rotoflex]

Hallo Emil ein schöner Beitrag
Es gab eine böse Zeit da waren als Motor Holzgaser(Holzvergaser, Holzverdampfer) in Fahrzeugen verbaut.
Diese waren zur damaligen Zeit alltagstauglich.
Hatten zwar Ihre Macken aber es funktionierte,leider hat man diese Technologie dann eingestampft und ist in Vergessenheit geraten.
Habe mich vor einigen Jahren mit diesem Thema beschäftigt,eigentlich geht es nur um den Vergaser der umgebaut werden müsste.
Soweit ich mich erinnere war der anfallende Teer das Problem (Filtertechnik) welches der Antriebstechnologie zu schaffen machte.
Kluge Köpfe sollten sich der Sache annehmen, sicher für einen Porsche ist solch ein Motor ungeeignet,aber gerade für Stationärmotoren eine echte Alternative.
Auf tube waren Filme die gibt es sicher heute noch.

[Manfred]

Das ändert allerdings nichts an der Faszination des Gebietes. Da steht irgendwo eine Tonne Salzwasser im Keller, und die liefert mir im Winter das Licht, das ich im Sommer mit einer PV-Anlage eingefangen und zwischengespeichert habe ... toll.

Eben. Dafür wären solche Batterien ideal, vorausgesetzt, die Selbstentladung lässt sich in den Griff bekommen.
Die Membranfläche müsste an Lade- und Entnahmeleistung angepasst werden, aber der Speicher könnte beliebig groß sein, zu geringen Kosten.
Zwei große Tanks voll Salzlösung, die evtl. gleichzeitig als Wärmespeicher genutzt werden könnten.

[Benutzer 2354 gelöscht]

und darum wird es sowas nie in Menge geben. Energiespeicher zu geringen Kosten für jederman einfach zu bauen . ? :xschaf:wo kommen wir da denn hin als nächstes vielleicht ein Wasserstoff Auto mit Wasser zu betanken

[kuscheltiger2017]

Holzvergaser sind eine ziemliche Fummelei, weil die Temperatur im Vergaserraum ziemlich genau stimmen muss. Das war früher immer ein Abenteuer, das Auto anzubekommen. Ich glaub ein Schwede fährt noch mit einem umgebauten Benz (der Vergaserofen hat die Größe einer Waschmaschine und hängt an der Stoßstange) rum, müss ihr mal im Netz suchen. Einige Heizkessel (erinnere mich dumpf an Viessmann 20 kw), einige Kamine (Doppelverbrenner) und einige Öfen sind Vergaseröfen mit getrennten Vergaser und Brennräumen. Und EXPLOSIV ist das Holzgas auch, also nix für Do-it-yourself Basteleien mit dem Gartenschlauch.....

[emil17]

und darum wird es sowas nie in Menge geben. Energiespeicher zu geringen Kosten für jederman einfach zu bauen

Hab ich schon, nennt sich Brennholzstapel und steht im Schuppen.
Ein zweiter, nennt sich Warmwasserspeicher und steht im Keller.

wo kommen wir da denn hin als nächstes vielleicht ein Wasserstoff Auto mit Wasser zu betanken

Das ist eine gute Methode, das schöne Auto kaputtzumachen.
Wasserstoff ist kein Wasser. So wie Kohlendioxid keine Kohle ist.
Ich weiss nicht warum das Wasserauto-Gerücht sich so hartnäckig hält. Da hat man nicht die Energielobby, sondern die Thermodynamik gegen sich. Und die ist unbestechlich

[emil17]

Dafür wären solche Batterien ideal, vorausgesetzt, die Selbstentladung lässt sich in den Griff bekommen.

Gerade das scheint einfach zu sein, weil man ja die beiden Elektrolyte vom Ort der Stromerzeugung getrennt aufbewahrt.