Das Projekt "Teilvorhaben: Schmid GmbH" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von SCHMID Energy Systems GmbH durchgeführt. Der Verbund plant die Entwicklung eines Hausspeicher-Systems zur Verbesserung der Verwendung regenerativer Energien. Mit dem Förderprojekt soll das dafür notwendige, grundlegende Technologie-Verständnis geschaffen werden. Im Anschluss wird eine Neu-Entwicklung eines kostengünstigen, hocheffizienten, modular aufgebauten VRFB-Produktes stehen, das in Kopplung mit lokaler Energieerzeugung aus regenerativen Quellen betrieben werden kann. Essentiell ist die Entwicklung von hocheffizienten elektrochemischen Energiewandlern, welche durch bipolarplattenfreie, monolithisch aufgebaute und insofern völlig neuartiger Zellgeometrien realisiert werden soll. Der Stack und der Elektrolyt werden aufeinander abgestimmt.
Das Projekt "Teilvorhaben: Integration der Elektroden in den Stack" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von J. Schmalz GmbH durchgeführt. Ziel des Projekts ist die zeitnahe Bereitstellung von effizienten, wartungsarmen elektrischen Speichern, die schnelle Fluktuationen aufgrund regenerativer Quellen kompensieren können. Der Batterietyp, mit dem sich das Projekt befasst, ist die sog. Redox-Fluss-Batterie. Der Fokus des Projekts liegt dabei auf der Verbesserung der Hauptkomponente der Batterie, nämlich den in der Wandlereinheit eingesetzten porösen Elektroden. Über ein neues Materialkonzept soll die Leistungsdichte bestehender Elektroden um mindestens Faktor 2 erhöht werden. Ziel ist die Optimierung von Durchströmung und Einbringbarkeit der neuen Elektroden in den Flussrahmen sowie die Realisierung eines zuverlässigen und wirtschaftlichen Montageprozesses, um letztlich mit dem verbesserten Elektrodenmaterial einen Demonstrator-Stack mit deutlich erhöhter Leistungsdichte aufzubauen. Die Entwicklung des neuen Elektrodenkonzeptes zur Leistungs- und Effizienzsteigerung von Vanadium-Flussbatterien, dessen verfahrenstechnische Umsetzung sowie Integration und Bewertung in einem Demonstrator (kW-Bereich) sind für eine Dauer von 36 Monaten angesetzt. Das Vorhaben startet mit einer ergebnisoffenen Entwicklung und Evaluierung des Elektrodenmaterials, geht dann über in die Implementierung der neuen Elektroden in Zelle und Zellstapel, berücksichtigt wirtschaftliche Gesichtspunkte und resultiert schließlich in Bau, Betrieb und Bewertung eines Demonstrator-Stacks. Dabei sind die geplanten Arbeiten in vier Arbeitspakete eingeteilt; die Ergebnisse werden durch vier Meilensteine kontrolliert.
Das Projekt "Teilvorhaben: Elektrodenentwicklung und -anpassung für die Integration in den Stack" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von Bayerisches Zentrum für Angewandte Energieforschung e.V. durchgeführt. Ziel des Projekts ist die zeitnahe Bereitstellung von effizienten, wartungsarmen elektrischen Speichern, die schnelle Fluktuationen aufgrund regenerativer Quellen kompensieren können. Der Batterietyp, mit dem sich das Projekt befasst ist die sog. Redox-Fluss-Batterie. Der Fokus des Projekts liegt dabei auf der Verbesserung der Hauptkomponente der Batterie, nämlich den in der Wandlereinheit eingesetzten porösen Elektroden. Über ein neues Materialkonzept soll die Leistungsdichte bestehender Elektroden um mindestens Faktor 2 erhöht werden. Damit kann der Wandler deutlich kompakter ausgelegt, seine Gesamtkosten durch Einsparungen bei kostenintensiven Komponenten reduziert und damit eine breite Markteinführung des Systems beschleunigt werden. Die Entwicklung des neuen Elektrodenkonzeptes zur Leistungs- und Effizienzsteigerung von Vanadium-Durchflussbatterien, dessen verfahrenstechnische Umsetzung sowie Integration und Bewertung in einem Demonstrator (kW-Bereich), sind für eine Dauer von 36 Monaten angesetzt. Das Vorhaben startet mit einer ergebnisoffenen Entwicklung und Evaluierung des Elektrodenmaterials, geht dann über in die Implementierung der neuen Elektroden in Zelle und Zellstapel, berücksichtigt wirtschaftliche Gesichtspunkte und resultiert schließlich in Bau, Betrieb und Bewertung eines Demonstrators. Dabei sind die geplanten Arbeiten in vier Arbeitspakete eingeteilt; die Ergebnisse werden durch vier Meilensteine kontrolliert.
Das Projekt "Teilvorhaben: Herstellung der Elektrodenmaterialien" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von Schunk Kohlenstofftechnik GmbH durchgeführt. Das Teilvorhaben von Schunk Kohlenstofftechnik GmbH beinhaltet die Entwicklung und Optimierung der kohlenstoffbasierten Elektroden. Teilziel von SKT ist dabei, die Leistungsdichte der Elektrodenmaterialien durch gezielte Beschichtungen und deren Aktivierung deutlich zu erhöhen. Dabei soll sowohl die spezifische Oberfläche der Elektroden erhöht, als auch ihre chemische Funktionalität optimiert werden. Die erforderliche Permeabilität soll trotz der geplanten optimierten Beschichtung erhalten bleiben. SKT ist im Rahmen des Teilprojektes für die Elektrodenoptimierung verantwortlich. SKT wird im Rahmen des Teilprojektes zuerst Elektrodenmaterialien im Labormaßstab bezüglich der Verbesserung ihrer Leistungsdichte untersuchen. Dabei sollen zwei unterschiedliche Trägermaterialien, Filze und Vliese, so modifiziert werden, dass deren BET-Oberfläche durch Beschichtung und eventuelle Aktivierungen deutlich erhöht wird. Die Basiswerkstoffe sollen bezüglich Leitfähigkeit verbessert werden, indem deren Vernadelungsdichte so modifiziert wird, dass deren Permeabilität möglichst gering reduziert wird. Seitens SKT sind die im Labormaßstab entwickelten, optimierten Elektrodenwerkstoffe im Rahmen von Upscalingversuchen so weiterzuentwickeln, dass im AP4 ein Demonstratormodell mit ca. 25 m2 optimiertem Elektrodenmaterial gemäß den Anforderungen des Projektpartners Schmalz GmbH hergestellt werden kann.
Das Projekt "Elektrochemische Testung großflächiger Mehrzeller - Stackentwicklung und Anwendung" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von ThyssenKrupp Industrial Solutions AG durchgeführt. 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 "Werkzeug- und Prozessentwicklung für die kontinuierliche Strangextrusion" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von Centroplast Engineering Plastics GmbH durchgeführt. 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" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von Zentrum für BrennstoffzellenTechnik GmbH durchgeführt. 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 "Compound-Extrusions-Platte" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von Eisenhuth GmbH & Co. KG durchgeführt. 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. Konkret bedeutet eine Hochskalierung von ‚DIN-A4' auf den m2-Maßstab. In einem ersten Schritt soll in diesem Projekt Plattenprototypen mit einer Versuchsbreite von 400 mm realisiert werden. Dazu wird auf vorhanden Wissen zurückgegriffen und das in den Versuchen gewonnen Know-How fließt iterativ bei der Materialentwicklung neuer Compounds mit besser Performance und Verarbeitbarkeit bei den Projektpartner 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 dem im Projekt angestrebten Plattengrößen.
Das Projekt "Elektrochemische Bewertung von Bipolarplatten und Elektroden sowie mathematische Modellierung von Redox-Flow-Zellen" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von Technischen Universität Clausthal, Energie-Forschungszentrum Niedersachsen durchgeführt. 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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