Das Projekt "DegraBat - Degradationsprozesse in All-Vanadium-Redox-Flow-Batterien, Teilprojekt: Methoden zur gezielten Alterung und Optimierung der Membranen - Umsetzung in die Praxis" wird/wurde gefördert durch: Bundesministerium für Wirtschaft und Klimaschutz. Es wird/wurde ausgeführt durch: FUMATECH BWT GmbH.Die Vanadium-Redox-Flow-Batterie (VRFB) ist eine vielversprechende Technologie, um Speicherkapazität für eine Stundenreserve günstig bereitzustellen. In der VRFB wird ausschließlich Vanadium in vier Oxidationsstufen eingesetzt. Dies schließt die Kreuzkontamination der Redoxpaare aus und erhöht die Lebensdauer der Batterie. Nachteilig sind die Korrosivität des Elektrolyten und die damit verbundenen Materialanforderungen sowie die Selbstentladung der Batterie. Um die Materialentwicklung für alle Komponenten, d.h. Elektroden, Elektrolyt, Membran, Bipolarplatten und Dichtungen, voranzutreiben, müssen deren Degradationsprozesse im Betrieb verstanden werden. Darauf aufbauend sollen Verfahren entwickelt werden, um in anwendungsnahen Materialtests eine beschleunigte Alterung herbeizuführen. Die Ergebnisse sollen in ein Modell eingepflegt werden, um die Kosten auf die Lebensdauer eines Systems abzuschätzen und um die Betriebsweise so anzupassen, dass die Lebensdauer erhöht wird. Die Komponenten von Vanadium-Redox-Flow-Batterien (VRFB) werden einzeln und in ihrem Zusammenwirken auf ihr Degradationsverhalten untersucht. Dazu werden Alterungsprozesse identifiziert, Parameterabhängigkeiten definiert und daraus Protokolle erstellt. An Langzeit-Testständen gealterte Komponenten werden mit im Betrieb gealterten Komponenten von industriellen Partnern verglichen. Es werden Methoden zur gezielten und beschleunigten Alterung entwickelt. Die Degradation der Komponenten wird mit ex-situ und on-line Methoden untersucht. Es wird ein Modell erstellt, das Vorhersagen über die Langzeitstabilität und Kosten für VRFB-Systeme ermöglichen soll. Die Projektpartner bilden einen großen Teil der VRFB-Komponenten ab und den beteiligten Unternehmen werden wissenschaftliche Partner an die Seite gestellt. Die Projektpartner arbeiten interdisziplinär und übergreifend zusammen, so dass die Ergebnisse verifiziert werden können und eine breite Datenbasis zur Verfügung steht.
Das Projekt "DegraBat - Degradationsprozesse in All-Vanadium-Redox-Flow-Batterien, Teilprojekt: Optimierung der Elektroden - Transfer in industrielle Praxis" wird/wurde gefördert durch: Bundesministerium für Wirtschaft und Klimaschutz. Es wird/wurde ausgeführt durch: SGL Carbon SE.Die Vanadium-Redox-Flow-Batterie (VRFB) ist eine vielversprechende Technologie, um Speicherkapazität für eine Stundenreserve günstig bereitzustellen. In der VRFB wird ausschließlich Vanadium in vier Oxidationsstufen eingesetzt. Dies schließt die Kreuzkontamination der Redoxpaare aus und erhöht die Lebensdauer der Batterie. Nachteilig sind die Korrosivität des Elektrolyten und die damit verbundenen Materialanforderungen sowie die Selbstentladung der Batterie. Um die Materialentwicklung für alle Komponenten, d.h. Elektroden, Elektrolyt, Membran, Bipolarplatten und Dichtungen, voranzutreiben, müssen deren Degradationsprozesse im Betrieb verstanden werden. Darauf aufbauend sollen Verfahren entwickelt werden, um in anwendungsnahen Materialtests eine beschleunigte Alterung herbeizuführen. Die Ergebnisse sollen in ein Modell eingepflegt werden, um die Kosten auf die Lebensdauer eines Systems abzuschätzen und um die Betriebsweise so anzupassen, dass die Lebensdauer erhöht wird. Die Komponenten von Vanadium-Redox-Flow-Batterien (VRFB) werden einzeln und in ihrem Zusammenwirken auf ihr Degradationsverhalten untersucht. Dazu werden Alterungsprozesse identifiziert, Parameterabhängigkeiten definiert und daraus Protokolle erstellt. An Langzeit-Testständen gealterte Komponenten werden mit im Betrieb gealterten Komponenten von industriellen Partnern verglichen. Es werden Methoden zur gezielten und beschleunigten Alterung entwickelt. Die Degradation der Komponenten wird mit ex-situ und on-line Methoden untersucht. Es wird ein Modell erstellt, das Vorhersagen über die Langzeitstabilität und Kosten für VRFB-Systeme ermöglichen soll. Die Projektpartner bilden einen großen Teil der VRFB-Komponenten ab und den beteiligten Unternehmen werden wissenschaftliche Partner an die Seite gestellt. Die Projektpartner arbeiten interdisziplinär und übergreifend zusammen, so dass die Ergebnisse verifiziert werden können und eine breite Datenbasis zur Verfügung steht.
Das Projekt "DegraBat - Degradationsprozesse in All-Vanadium-Redox-Flow-Batterien, Teilprojekt: Modellierung von Auswirkungen der Alterungserscheinungen von Materialien auf die Zelle und Qualifizierung von Dichtungsmaterialien" wird/wurde gefördert durch: Bundesministerium für Wirtschaft und Klimaschutz. Es wird/wurde ausgeführt durch: Fraunhofer-Institut für Chemische Technologie.Die Vanadium-Redox-Flow-Batterie (VRFB) ist eine vielversprechende Technologie, um Speicherkapazität für eine Stundenreserve günstig bereitzustellen. In der VRFB wird ausschließlich Vanadium in vier Oxidationsstufen eingesetzt. Dies schließt die Kreuzkontamination der Redoxpaare aus und erhöht die Lebensdauer der Batterie. Nachteilig sind die Korrosivität des Elektrolyten und die damit verbundenen Materialanforderungen sowie die Selbstentladung der Batterie. Um die Materialentwicklung für alle Komponenten, d.h. Elektroden, Elektrolyt, Membran, Bipolarplatten und Dichtungen, voranzutreiben, müssen deren Degradationsprozesse im Betrieb verstanden werden. Darauf aufbauend sollen Verfahren entwickelt werden, um in anwendungsnahen Materialtests eine beschleunigte Alterung herbeizuführen. Die Ergebnisse sollen in ein Modell eingepflegt werden, um die Kosten auf die Lebensdauer eines Systems abzuschätzen und um die Betriebsweise so anzupassen, dass die Lebensdauer erhöht wird. Die Komponenten von Vanadium-Redox-Flow-Batterien (VRFB) werden einzeln und in ihrem Zusammenwirken auf ihr Degradationsverhalten untersucht. Dazu werden Alterungsprozesse identifiziert, Parameterabhängigkeiten definiert und daraus Protokolle erstellt. An Langzeit-Testständen gealterte Komponenten werden mit im Betrieb gealterten Komponenten von industriellen Partnern verglichen. Es werden Methoden zur gezielten und beschleunigten Alterung entwickelt. Die Degradation der Komponenten wird mit ex-situ und on-line Methoden untersucht. Es wird ein Modell erstellt, das Vorhersagen über die Langzeitstabilität und Kosten für VRFB-Systeme ermöglichen soll. Die Projektpartner bilden einen großen Teil der VRFB-Komponenten ab und den beteiligten Unternehmen werden wissenschaftliche Partner an die Seite gestellt. Die Projektpartner arbeiten interdisziplinär und übergreifend zusammen, so dass die Ergebnisse verifiziert werden können und eine breite Datenbasis zur Verfügung steht.
Das Projekt "DegraBat - Degradationsprozesse in All-Vanadium-Redox-Flow-Batterien, Teilprojekt: Entwicklung von Testzellen zum Monitoring von Alterungsprozessen" wird/wurde gefördert durch: Bundesministerium für Wirtschaft und Klimaschutz. Es wird/wurde ausgeführt durch: balticFuelCells GmbH.Die Vanadium-Redox-Flow-Batterie (VRFB) ist eine vielversprechende Technologie, um Speicherkapazität für eine Stundenreserve günstig bereitzustellen. In der VRFB wird ausschließlich Vanadium in vier Oxidationsstufen eingesetzt. Dies schließt die Kreuzkontamination der Redoxpaare aus und erhöht die Lebensdauer der Batterie. Nachteilig sind die Korrosivität des Elektrolyten und die damit verbundenen Materialanforderungen sowie die Selbstentladung der Batterie. Um die Materialentwicklung für alle Komponenten, d.h. Elektroden, Elektrolyt, Membran, Bipolarplatten und Dichtungen, voranzutreiben, müssen deren Degradationsprozesse im Betrieb verstanden werden. Darauf aufbauend sollen Verfahren entwickelt werden, um in anwendungsnahen Materialtests eine beschleunigte Alterung herbeizuführen. Die Ergebnisse sollen in ein Modell eingepflegt werden, um die Kosten auf die Lebensdauer eines Systems abzuschätzen und um die Betriebsweise so anzupassen, dass die Lebensdauer erhöht wird. Die Komponenten von Vanadium-Redox-Flow-Batterien (VRFB) werden einzeln und in ihrem Zusammenwirken auf ihr Degradationsverhalten untersucht. Dazu werden Alterungsprozesse identifiziert, Parameterabhängigkeiten definiert und daraus Protokolle erstellt. An Langzeit-Testständen gealterte Komponenten werden mit im Betrieb gealterten Komponenten von industriellen Partnern verglichen. Es werden Methoden zur gezielten und beschleunigten Alterung entwickelt. Die Degradation der Komponenten wird mit ex-situ und on-line Methoden untersucht. Es wird ein Modell erstellt, das Vorhersagen über die Langzeitstabilität und Kosten für VRFB-Systeme ermöglichen soll. Die Projektpartner bilden einen großen Teil der VRFB-Komponenten ab und den beteiligten Unternehmen werden wissenschaftliche Partner an die Seite gestellt. Die Projektpartner arbeiten interdisziplinär und übergreifend zusammen, so dass die Ergebnisse verifiziert werden können und eine breite Datenbasis zur Verfügung steht.
Das Projekt "DegraBat - Degradationsprozesse in All-Vanadium-Redox-Flow-Batterien, Teilprojekt: Charakterisierung der Kohlenstoff-Elektroden und Testroutinen für beschleunigte Elektrodenalterung" wird/wurde gefördert durch: Bundesministerium für Wirtschaft und Klimaschutz. Es wird/wurde ausgeführt durch: Freie Universität Berlin, Institut für Chemie und Biochemie, Aufgabenbereich Anorganische Chemie.Die Vanadium-Redox-Flow-Batterie (VRFB) ist eine vielversprechende Technologie, um Speicherkapazität für eine Stundenreserve günstig bereitzustellen. In der VRFB wird ausschließlich Vanadium in vier Oxidationsstufen eingesetzt. Dies schließt die Kreuzkontamination der Redoxpaare aus und erhöht die Lebensdauer der Batterie. Nachteilig sind die Korrosivität des Elektrolyten und die damit verbundenen Materialanforderungen sowie die Selbstentladung der Batterie. Um die Materialentwicklung für alle Komponenten, d.h. Elektroden, Elektrolyt, Membran, Bipolarplatten und Dichtungen, voranzutreiben, müssen deren Degradationsprozesse im Betrieb verstanden werden. Darauf aufbauend sollen Verfahren entwickelt werden, um in anwendungsnahen Materialtests eine beschleunigte Alterung herbeizuführen. Die Ergebnisse sollen in ein Modell eingepflegt werden, um die Kosten auf die Lebensdauer eines Systems abzuschätzen und um die Betriebsweise so anzupassen, dass die Lebensdauer erhöht wird. Die Komponenten von Vanadium-Redox-Flow-Batterien (VRFB) werden einzeln und in ihrem Zusammenwirken auf ihr Degradationsverhalten untersucht. Dazu werden Alterungsprozesse identifiziert, Parameterabhängigkeiten definiert und daraus Protokolle erstellt. An Langzeit-Testständen gealterte Komponenten werden mit im Betrieb gealterten Komponenten von industriellen Partnern verglichen. Es werden Methoden zur gezielten und beschleunigten Alterung entwickelt. Die Degradation der Komponenten wird mit ex-situ und on-line Methoden untersucht. Es wird ein Modell erstellt, das Vorhersagen über die Langzeitstabilität und Kosten für VRFB-Systeme ermöglichen soll. Die Projektpartner bilden einen großen Teil der VRFB-Komponenten ab und den beteiligten Unternehmen werden wissenschaftliche Partner an die Seite gestellt. Die Projektpartner arbeiten interdisziplinär und übergreifend zusammen, so dass die Ergebnisse verifiziert werden können und eine breite Datenbasis zur Verfügung steht.
Das Projekt "Großformatige, dünnwandige, vollstrukturierte und kostengünstige spritzgegossene Bipolarplatten aus PPS für die Hochtemperatur-PEM-Brennstoffzelle, Teilvorhaben: Stack und System" wird/wurde gefördert durch: Bundesministerium für Wirtschaft und Klimaschutz. Es wird/wurde ausgeführt durch: fischer eco solutions GmbH.Im Rahmen des Projektes sollen erstmalig Bipolarplatten auf Basis des chemisch sehr stabilen Werkstoffes Polyphenylensulfid in einer aktiven Größe von 227 x 114 x 1,35 mm inklusiver aller benötigten Strukturen spritzgießtechnisch in einem Arbeitsgang zur Anwendung in Hochtemperatur-Brennstoffzellen realisiert werden. Die Schlüsselstelle zur erfolgreichen Realisierung stellt dabei das Zusammenspiel einer speziell angepassten Spritzgießmaschine mit der Kerninnovation im Projekt - dem 'Induktions-Sandwichboden-Spritzgießwerkzeug' - und den dafür maßgeschneiderten Werkstoffen dar. Zunächst beginnen parallele Arbeiten an der Materialentwicklung der Compounds durch das ZBT und die Entwicklung eines induktiv variothermen Spritzgießwerkzeugs inklusive unterschiedlicher Formeinsätze durch Dr. Schneider. Es folgen die Abmusterung und systematische Untersuchung der neuen Compounds und Spritzgießformen durch das ZBT sowie in-situ Tests mit drei zeitlich aufeinander folgenden Generationen von Bipolarplatten durch fischer eco solutions. Die drei Plattengenerationen werden ausgehend von ersten heißgepressten blank plates hinzu serientauglich produzierbaren Bipolarplatten durch das ZBT hergestellt und durch fischer eco solutions weiterverarbeitet und schlussendlich durch Tests in BZ-Stacks und Systemen qualifiziert. Die letzte Generation an Bipolarplatten wird auf einem neuen, optimierten Spritzgießwerkzeug von Dr. Schneider hergestellt, welches die Serientauglichkeit des Prozesses nachweisen soll. Abschließend folgt eine wirtschaftlich-technische Bewertung aller Prozesse gegenüber den konkurrierenden Verfahren.
Das Projekt "Großformatige, dünnwandige, vollstrukturierte und kostengünstige spritzgegossene Bipolarplatten aus PPS für die Hochtemperatur-PEM-Brennstoffzelle, Teilvorhaben: Material und Prozess" wird/wurde gefördert durch: Bundesministerium für Wirtschaft und Klimaschutz. Es wird/wurde ausgeführt durch: Zentrum für BrennstoffzellenTechnik GmbH.Im Rahmen des Projektes sollen erstmalig Bipolarplatten auf Basis des chemisch sehr stabilen Werkstoffes Polyphenylensulfid in einer aktiven Größe von 227 x 114 x 1,35 mm inklusiver aller benötigten Strukturen spritzgießtechnisch in einem Arbeitsgang zur Anwendung in Hochtemperatur-Brennstoffzellen realisiert werden. Die Schlüsselstelle zur erfolgreichen Realisierung stellt dabei das Zusammenspiel einer speziell angepassten Spritzgießmaschine mit der Kerninnovation im Projekt - dem 'Induktions-Sandwichboden-Spritzgießwerkzeug' - und den dafür maßgeschneiderten Werkstoffen dar. Zunächst beginnen parallele Arbeiten an der Materialentwicklung der Compounds durch das ZBT und die Entwicklung eines induktiv variothermen Spritzgießwerkzeugs inklusive unterschiedlicher Formeinsätze durch Dr. Schneider. Es folgen die Abmusterung und systematische Untersuchung der neuen Compounds und Spritzgießformen durch das ZBT sowie in-situ Tests mit drei zeitlich aufeinander folgenden Generationen von Bipolarplatten durch fischer eco solutions. Die drei Plattengenerationen werden ausgehend von ersten heißgepressten blank plates hin zu serientauglich produzierbaren Bipolarplatten durch das ZBT hergestellt und durch fischer eco solutions weiterverarbeitet und schlussendlich durch Tests in BZ-Stacks und Systemen qualifiziert. Die letzte Generation an Bipolarplatten wird auf einem neuen, optimierten Spritzgießwerkzeug von Dr. Schneider hergestellt, welches die Serientauglichkeit des Prozesses nachweisen soll. Abschließend folgt eine wirtschaftlich-technische Bewertung aller Prozesse gegenüber den konkurrierenden Verfahren.
Das Projekt "Großformatige, dünnwandige, vollstrukturierte und kostengünstige spritzgegossene Bipolarplatten aus PPS für die Hochtemperatur-PEM-Brennstoffzelle, Teilvorhaben: Werkzeug" wird/wurde gefördert durch: Bundesministerium für Wirtschaft und Klimaschutz. Es wird/wurde ausgeführt durch: Dr. Schneider Kunststoffwerke GmbH.Im Rahmen des Projektes sollen erstmalig Bipolarplatten auf Basis des chemisch sehr stabilen Werkstoffes Polyphenylensulfid in einer aktiven Größe von 227 x 114 x 1,35 mm inklusiver aller benötigten Strukturen spritzgießtechnisch in einem Arbeitsgang zur Anwendung in Hochtemperatur-Brennstoffzellen realisiert werden. Die Schlüsselstelle zur erfolgreichen Realisierung stellt dabei das Zusammenspiel einer speziell angepassten Spritzgießmaschine mit der Kerninnovation im Projekt - dem 'Induktions-Sandwichboden-Spritzgießwerkzeug' - und den dafür maßgeschneiderten Werkstoffen dar. Zunächst beginnen parallele Arbeiten an der Materialentwicklung der Compounds durch das ZBT und die Entwicklung eines induktiv variothermen Spritzgießwerkzeugs inklusive unterschiedlicher Formeinsätze durch Dr. Schneider. Es folgen die Abmusterung und systematische Untersuchung der neuen Compounds und Spritzgießformen durch das ZBT sowie in-situ Tests mit drei zeitlich aufeinander folgenden Generationen von Bipolarplatten durch fischer eco solutions. Die drei Plattengenerationen werden ausgehend von ersten heißgepressten blank plates hinzu serientauglich produzierbaren Bipolarplatten durch das ZBT hergestellt und durch fischer eco solutions weiterverarbeitet und schlussendlich durch Tests in BZ-Stacks und Systemen qualifiziert. Die letzte Generation an Bipolarplatten wird auf einem neuen, optimierten Spritzgießwerkzeug von Dr. Schneider hergestellt, welches die Serientauglichkeit des Prozesses nachweisen soll. Abschließend folgt eine wirtschaftlich-technische Bewertung aller Prozesse gegenüber den konkurrierenden Verfahren.
Das Projekt "'Extrusionsplatte' Neuartige großflächige Bipolarplatten im Extrusionsverfahren für Redox-Flow Batterien^Elektrochemische Bewertung von Bipolarplatten und Elektroden sowie mathematische Modellierung von Redox-Flow-Zellen, Material- und Prozessentwicklung zur kontinuierlichen Herstellung strangextrudierter Halbzeuge" wird/wurde gefördert durch: Bundesministerium für Wirtschaft und Klimaschutz. Es wird/wurde ausgeführt durch: Zentrum für BrennstoffzellenTechnik GmbH.Im Rahmen des geplanten Vorhabens werden neuartige Bipolarplattenswerkstoffe und -platten für Komponenten von Vanadium Redox Flow Energiespeichersystemen (VRFB) untersucht. Die für Redox Flow Batterien derzeit entwickelten oder bereits erhältlichen Bipolarplatten werden dahingehend weiter entwickelt, dass in diesem Projekt sehr viel größere aktive Flächen im Extrusionsverfahren dargestellt werden. Angestrebt werden Plattengrößen von 1 bis 2 m2. Dieses stellt an Materialen, Fertigungstechnik, Toleranzen und auch an die Stackentwicklung substantiell höhere Anforderungen als im Fall der bisher entwickelten Platten, deren aktive Fläche in der Größenordnung von DIN A4 liegt. In einem ersten Schritt sollen in diesem Projekt Plattenprototypen mit einer Versuchsbreite von 400 mm realisiert werden. Dazu wird auf vorhandenes Wissen zurückgegriffen und das in den Versuchen gewonnen Know-how fließt iterativ bei der Materialentwicklung neuer Compounds mit besserer Performance und Verarbeitbarkeit bei den Projektpartnern ZBT und Eisenhuth mit ein. Parallel finden dazu Vorbereitungen und später im Projektverlauf dann Versuche beim Projektpartner Centroplast hinsichtlich der Produktion von 600 mm und letztlich 1000 mm breiten Platten statt. Sobald erste Prototypen an Platten zur Verfügung stehen findet die elektrochemische Charakterisierung und im späteren Projektverlauf der Versuchsbetrieb der Redox-Flow-Zelle beim Antragsteller EFZN statt. Der Projektpartner ThyssenKrupp Industrial Solutions AG assembliert und testet abschließend eine mehrzellige Redox-Flow-Batterie mit den im Projekt angestrebten Plattengrößen.
Das Projekt "Material- und Prozessentwicklung zur kontinuierlichen Herstellung strangextrudierter Halbzeuge^'Extrusionsplatte' Neuartige großflächige Bipolarplatten im Extrusionsverfahren für Redox-Flow Batterien^Elektrochemische Bewertung von Bipolarplatten und Elektroden sowie mathematische Modellierung von Redox-Flow-Zellen, Elektrochemische Testung großflächiger Mehrzeller - Stackentwicklung und Anwendung" wird/wurde gefördert durch: Bundesministerium für Wirtschaft und Klimaschutz. Es wird/wurde ausgeführt durch: ThyssenKrupp Industrial Solutions AG.Im Rahmen des geplanten Vorhabens werden neuartige Bipolarplattenswerkstoffe und -platten für Komponenten von Vanadium Redox Flow Energiespeichersystemen (VRFB) untersucht. Die für Redox Flow Batterien derzeit entwickelten oder bereits erhältlichen Bipolarplatten werden dahingehend weiter entwickelt, dass in diesem Projekt sehr viel größere aktive Flächen im Extrusionsverfahren dargestellt werden. Angestrebt werden Plattengrößen von 1 bis 2 m2. Dieses stellt an Materialen, Fertigungstechnik, Toleranzen und auch an die Stackentwicklung substantiell höhere Anforderungen als im Fall der bisher entwickelten Platten, deren aktive Fläche in der Größenordnung von DIN A4 liegt. In einem ersten Schritt sollen in diesem Projekt Plattenprototypen mit einer Versuchsbreite von 400 mm realisiert werden. Dazu wird auf vorhandenes Wissen zurückgegriffen und das in den Versuchen gewonnen Know-how fließt iterativ bei der Materialentwicklung neuer Compounds mit besserer Performance und Verarbeitbarkeit bei den Projektpartnern ZBT und Eisenhuth mit ein. Parallel finden dazu Vorbereitungen und später im Projektverlauf dann Versuche beim Projektpartner Centroplast hinsichtlich der Produktion von 600 mm und letztlich 1000 mm breiten Platten statt. Sobald erste Prototypen an Platten zur Verfügung stehen findet die elektrochemische Charakterisierung und im späteren Projektverlauf der Versuchsbetrieb der Redox-Flow-Zelle beim Antragsteller EFZN statt. Der Projektpartner ThyssenKrupp Industrial Solutions AG assembliert und testet abschließend eine mehrzellige Redox-Flow-Batterie mit den im Projekt angestrebten Plattengrößen.
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