Empa-Forscher testet neue Materialien für Flow-Batterien

Dr. David Reber arbeitet im Materialien-für-die-Energiewende-Labor der Empa an ungiftigen und skalierbaren Flow-Batterien auf Wasserbasis. Diese sind zwar schon seit den 1970er Jahren bekannt. Doch ihren Durchbruch haben sie nie erlebt, weil ihre Speicherdichte rund zehnmal geringer ist als die von Batterien aus festen Speichermaterialien. Hier will er mit cleverem Materialdesign Abhilfe schaffen. Unterstützung erhält er für die kommenden vier Jahre durch einen Ambizione-Beitrag des Schweizerischen Nationalfonds.

„Mit zunehmender Nutzung von erneuerbaren Energien werden wir Energiespeicher im grossen Massstab brauchen – auch in urbanen Gebieten“, wird Reber in einer Medienmitteilung der Empa zitiert. Während sich die meisten Projekte zu Flow-Batterien auf besser lösliche Speichermaterialien für deren Elektrolyt-Tanks konzentrieren, will er die Energiespeicherung komplett von der Elektrolyt-Lösung entkoppeln: „Meine Vision ist, eine Art Hybrid aus einer Flow-Batterie und einer Lithium-Ionen-Batterie zu entwickeln“.

Dafür plant er, feste Speichermaterialien in den Tank der Flow-Batterie zu geben: „Wenn das gelöste Material und das feste Speichermaterial genau aufeinander abgestimmt sind, können sie untereinander Energie transferieren. So lässt sich die Skalierbarkeit von Flow-Batterien mit der hohen Energiedichte von Batterien mit festen Speichermaterialien kombinieren.“ Einige mögliche Materialpaare hat Reber schon im Sinn. An chelat-basierten Redox-Flow-Batterien forschte er bereits während seiner Postdoc-Zeit an der Universität Colorado in Boulder. Dafür wurde er im Oktober beim Jahrestreffen der Electrochemical Society mit dem prestigeträchtigen Battery Division Postdoc Award ausgezeichnet. ce/mm