Redox-aktive ionische Flüssigkeiten in Redox Flow Batterien

• Antragsteller: Professor Dr. Andrea Balducci; Professor Dr. Ulrich S. Schubert
• Fachliche Zuordnung: Polymermaterialien
• Förderung: Förderung von 2018 bis 2022
• Projektkennung: Deutsche Forschungsgemeinschaft (DFG) - Projektnummer 392851120

Redox-Flow Batterien (RFBs) sind interessante Kandidaten für die stationäre Energiespeicherung. Ihre Kapazität und Leistung kann unabhängig voneinander skaliert werden, indem entweder die Größe des Speichertanks oder des Zellstapels angepasst wird. Im Gegensatz zu klassischen Batterien basieren Redox-Flow Batterien auf Aktivmaterialien, welche gelöst (supendiert) in einem flüssigen Elektrolyten vorliegen. Daher sind die erreichbaren Energiedichten durch die Gegenwart des nicht-aktiven Lösungsmittels (oftmals Wasser) beschränkt. Bis heute wurde hauptsächlich die Vanadium-RFB intensiv untersucht; diese basiert auf Vanadiumionen, welche in Schwefelsäure gelöst sind. In den letzten Jahren ist zunehmend das Interesse an organischen (polymeren) Aktivmaterialien gestiegen.Dieses gemeinsame Projekt hat die Entwicklung von neuen redox-aktiven ionischen Flüssigkeiten (IL) für RFB-Elektrolyte zum Ziel. Hierbei werden alle Moleküle des Elektrolyten redoxaktiv sein. Weiterhin wird das beschränkte Spannungsfenster von wässrigen Elektrolyten erweitert. Dies resultiert schlussendlich in höheren erreichbaren Energiedichten. Im Rahmen des Projektes arbeiten die beiden Partner an der Friedrich-Schiller-Universität Jena (Institut für Technische Chemie und Umweltchemie sowie Institut für Organische Chemie und Makromolekulare Chemie) eng zusammen. Der letztgenannte Partner wird die Synthese und strukturelle Charakterisierung der neuen redoxaktiven ILs durchführen. Diese ILs setzen sich aus einer redoxaktiven Gruppe und ionischen Gruppen zusammen. Zusätzliche werden Zelltests durchgeführt nachdem der Partner ITUC die hergestellten Materialien intensiv untersucht hat. Hier stehen insbesondere die elektrochemischen und thermischen Eigenschaften dieser Materialien im Vordergrund.

• DFG-Verfahren: Sachbeihilfen