könnt ihr mir sagen wie ich eine redeox flow batterie bauen kann was brauche ich dafür
und ist es simpel so eine batterie zu bauen oder nicht
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Hallo Berder, Typ: Vanadium-Sulfat auf beiden Seiten (Macht keinen Abfall und der Elektrolyt hält ein Leben lang.). Baumaterialen: V2O5; Schwefelsäure (H2SO4 30-50%Gew.); PVC, PVDF, PE oder PP-Rahmen; ionenleitende Folie, Graphit-Filz (Elektroden) und Graphit-Folie oder Graphit-Platte (als bipolares Element und Endplatte); alternativ geht auch spezieller Edelstahl. Dazu noch 2 Plastikbehälter (z.B. IBC), säurefeste Schläuche (z.B. PVC) und 2 säurefeste Pumpen. Im Groben wars das.
Die Ionenleitende Folie (Standard ist Nafion) kostet ca. 300€/m². Demnächst gibt es ein Konkurrenzprodukt für weniger als 100€/m². 1m² = 800-1200 Watt Konverter-Leistung, am Anfang wirst Du nur 500-700 Watt/m² schaffen. Deshalb bau Dir erst mal eine kleine "Trainingseinheit".
Die gewünschte System-Größe ist schon wichtig. Ab 100 Watt sollte man sich Gedanken über Strömungsverläufe der Elektrolyte durch die Filze machen. Ebenso muss die Auslegung der Pumpen zu den Elektrolytflüssen passen. Ab 1 kW würde ich wegen der Redundanz in 500 Watt-Stacks teilen. Bis 10kW reichen 1kW-Stacks (siehe CellCube), danach entsprechend mit der Leistung der Einzel-Stacks hochgehen.Die Gesamtleistung auf 10 einzelne Stacks zu verteilen ist ab 10 kW sinnvoll. Mehr als 10 Untereinheiten macht keinen Sinn.
Elektrolyt aus der H2SO4 und dem V2O5 selber herstellen. Bei Mengen ab 1 kg V2O5 sollte man sich einen eigenen Elektrolyse-Stack bauen. Der unterscheidet sich vom "normalen" Stack nur dadurch, dass man Schläuche mit größerem Durchmesser verwenden muss, und die Filze nicht zu dicht packt, damit das suspendierte Pulver transportiert werden kann. Es gibt noch eine elegantere, aber aufwendigere Lösung der Elektrolytherstellung. -> kommt später.
Stacks mit großen Leistungen sind aufgrund der Gleichspannung gefährlich. Hier gelten die gleichen Spielregeln wie bei Bleiakkus. Die All-Vanadium-Redox-Flow-Batterie hat Zyklen-Stabilität von >10.000 (Aussage in 2011 war >20.000).
Veraltete (2005), aber allgemein zugängliche Infos zu Kosten gibt es hier (Folie 21): http://www.google.de/url?sa=t&rct=j&q=jossen%20j%C3%B6rrissen%20redox&source=web&cd=1&ved=0CCgQFjAA&url=http%3A%2F%2Fbayern-innovativ.de%2Fib%2Fsite%2Fdocuments%2Fmedia%2F690a7c5e-c0ef-3e32-606c-6b892e8e5551.pdf%2F09_Jossen.pdf&ei=5Xx5T9OGHefi4QTt6dTUDg&usg=AFQjCNEfWqnM6rt-WizOdYESgNn_yavmTw&cad=rja****
Deswegen habe ich Dich nach der "Größe" gefragt. Ich meinte die Leistung. Ich geh mal davon aus, dass Du weißt was eine Vanadium-Redox-Flow-Zelle ist. Im Netz gibt es genug Infos dazu. Eine schöne Selbstbau-Anleitung von Jugend-Forscht ist hier: http://www.jufo.stmg.de/2010/Redox-Flow-Zelle/Redox-Flow-Zelle.pdf Die Arbeit ist von 2010. Sie baut auf einer Arbeit von 2009 (Sebastian Klick) auf. Beide Arbeiten einfach mal durchlesen. Sind sehr gut gemacht und vermitteln ein gutes Bild. Es handelt sich aber "nur" um einen Demonstrator. Für eine Anwendung sind die Zellen zu klein und nicht optimiert. Die Kosten Deiner Zelle hängen natürlich sehr stark von der gewünschten Leitung ab. Worum geht es denn: mW, Watt oder kW? Wenn ich das weiß, kann ich Dir sagen was es Dich kostet.
wollte eine 600watt lampe den ganzen tag damit beleuchten für meine werkstat was wäre den die kapazität der batterie und die kosten
Kapazität und Kosten der Batterie setzten sich aus zwei Positionen zusammen: 1. Konverter-Einheit: Leistung der Konverter-Einheit setzt sich zusammen aus der gewünschten Leistung + Peripherie, wie Pumpen und Steuerung. Bei großen Systemen sind das 5%. Kalkulation mit 700 Watt ist ausreichend. 2. Speicher-Volumen: 700Wx12h=8,4kWh. Für 1kWh werden 6 kg V2O5 benötigt. Genaue Zahlen hierzu gibt es nächste Woche (baue gerade selbst Systeme auf).-> 8,4x6kg=50,4kg V2O5 -> 50,4x20€=1008€ für das V2O5.
180 Gramm V2O5 (Pulver) werden in einem Liter 50%Gew. H2SO4 elektrolytisch reduziert. Dabei löst sich das V2O5 auf. 1 Liter konz. H2SO4 reichen also für 360 Gramm V2O5. 50,4/0,36=140 Liter Schwefelsäure 96%. Die Kosten der Schwefelsäure liegen bei ca. 1€/Liter, also 140€. Das Problem ist der Zugang. Wenn man nicht vom Fach ist, dann bekommt der "einfache" Bürger nicht einfach so konz. Schwefelsäure. Wenn Du wirklich weiter machen willst, dann packe ich das in meine To-do-Liste, ob und unter welchen Bedingungen die Schwefelsäure vertrieben werden kann. Ideal ist die 50%ige Lösung. Es sind Gewichtsprozent. Akkusäure hat ca. 38% Gew.% und damit geht es auch. Akkusäure sollte im Handel erhältlich sein. Elektrolytkosten (Speicherkosten) 1008€+140€=1148€. Das ist nicht wenig, dafür gibt es aber 8kWh Strom. Der Elektrolyt verbraucht sich nicht. Im schlimmsten Fall wird er partiell wieder zu V2O5 umgesetzt. Diese lässt sich aber problemlos wieder in der gleichen Anlage zu Vanadium-Sulfat reduzieren.
Koverter: Wenn Du eine Fräsmaschine hast, dann kannst Du Dir die Rahmen selber machen. Die Graphit-Filze und Platten sind am Markt erhältlich. Es haben sich in DE wenigstens zwei Firmen auf Graphit für Redox-Flow-Zellen spezialisiert. Die Filze (doppelte Membranfläche wird benötigt) kosten als Massenware 50-100€ je m² (nicht unbedingt in DE). Dann werden noch Dichtungen benötigt. Wir testen gerade Teichfolie. Falls das geht (bisher sieht es gut aus) dann sind die Kosten vernachlässigbar. Für die Bipolarplatte eignet sich gepresster Graphit mit Kunststoff (200€/m²). Hier geht es aber auch vielleicht mit speziellem Edelstahl, als dünnes Blech. Das Problem ist die Anode. Metalle gehen bei dem pH-Wert und dem anliegenden Potential leicht in Lösung. Heißt, die Anode löst sich auf. Für die Brennstoffzelle wurden speziell beschichtete Edelstähle als Bipolar-Materialien hergestellt. Die sollten hier auch funktionieren. Elektrolyt: Nafion oder vergleichbares Produkt -> 300€-400€. Tendenz fallend.
"Kleinkram": Dann werden noch Schläuche (ca.150€), 2 Pumpen (a200€) und 2 Fässer (a20€) mit Deckel gebraucht. Die ganze Anlage sollte in einer säurefesten Wanne stehen, falls sie mal undicht wird.
Kosten insgesamt: Wenn Du (Sie) an alle Materialien herankommst und Dir die Rahmen und Dichtungen selber machst, dann kannst Du mit 1148(Elektrolyt)+200(Filze)+200(Bipolar)+400(Membran)+590(Kleinkram)= 2538€ für 700Watt Netto und 8kWh ohne Elektronik hinkommen. Jede weitere kWh im Speicher kostet dann ca. 100€ mehr.
Folgekosten: Deine nähere Umgebung will dann unbedingt auch so ein Ding von Dir. Im Moment ist so eine Batterie (zu dem Preis) sehr gefragt. "Die" rennen Dir dann die Werkstatt ein.
besser ich warte ein bisen ab hab mal in den schlagzeilen gehört das die redox batterie in jede haushalt verfügbar sein sol weist du genau wann das künftig sein sol
Ja weiß ich, wenn ich anfange die Dinger zu verkaufen :-).
Zur Zeit ist der günstigste Speicher die normale Bleibatterie. Da kommst Du auf ca. 75€ die kWh, aber Du darfst sie nicht tief entladen und nach 5 Jahren brauchst Du eine neue. Für Deinen Bedarf ist das aber die günstigste Lösung 8 kWh sind dann 8x75€=600€ (Hersteller-Garantie gibt's dabei auch noch). Dann noch ein vernünftiges Ladegerät und die Sache läuft. Die Redox-Flow lohnt sich vor allem bei großen Strommengen, also im Megawatt-Bereich, und hier vor allem zur Netzstabilisierung. Bevor die Redox-Flow im Haushalt kommt müssen erst noch ein paar Gigawatt im Verbundnetz stabilisiert werden.
Wer behauptet denn, dass die Redox-Flow im Haushalt kommt? Meinst Du das Video von CellCube mit dem Vergleich zur Waschmaschine? Hier ein paar Infos: Im Moment kostet das Konverter kW ca. 10.000€. In den nächsten drei(!) Jahren, nicht übermorgen, soll es auf 2.000€ fallen. Das DoE (USA) gibt als erste relevante Zielgröße 1.000$/kW an. In weiteren Schritten soll das dann zunächst auf 500$ und dann auf 100$ fallen. Die Info ist knapp drei Wochen alt. Bei der Brennstoffzelle wurde vor 10 Jahren genauso getrommelt. Ich weiß das, weil ich mitgetrommelt habe. Die Redox-Flow hat im Gegensatz zur Brennstoffzelle wirklich das Potential zur Kostenreduktion, aber nicht für den "kleinen" Mann.
Zum Vergleich: Eine Redox-Flow für eine Windanlage sollte wenigstens 2 MW Konverter- und 10MW-Speicherleistung haben. Der Betreiber kann dann billigen Nachtstrom am nächsten Tag gewinnbringend verkaufen. Zusätzlich bekommt er noch eine Vergütung, weil er die Kapazität der Anlage zur Netzstabilisierung bereitstellt. Der Hersteller und Verkäufer der Redox-Flow-Anlage verkauft also an einen einzigen Kunden 2.000 kW Konverter-Leistung. Den Speicher-Elektrolyt lassen wir außen vor, obwohl er auch ein gutes Geschäft ist. Es ist für den Hersteller ungleich mehr Aufwand sich mit 1.000 Einzelkunden zu je 2kW zu beschäftigen, als mit einem einzigen Kunden einer Großanlage.
1 Kunde <=> 1.000 Kunden! Wer wird wohl die Auftragsbestätigung bekommen?
Allein die Vorstellung......1.000 Kunden....oder EIN Kunde?
Hinzu kommt noch, dass es bei Großbatterien faktisch keine Konkurrenz zu Redox-Flow-Batterien gibt (ausgenommen vielleicht Natrium-Schwefel). Die Redox-Flow hätte das Potential in jedem Haushalt zu stehen, ja das stimmt - theoretisch. Sie wird es aber nicht, weil es keiner der maßgeblichen Leute wirklich will. Man könnte z.B. mit der Redox-Flow in Kombi mit der PV problemlos eine konkurrenzlos günstige Energieversorgung für "arme" Länder aufbauen. Das System wäre "narrensicher" und praktisch "unkaputtbar", aber damit lässt sich nun mal nicht genug Overhead erwirtschaften um den Share-Holder ausreichend bedienen zu können. Aber wie am Anfang gesagt, vielleicht fange ich ja an die Dinger zu verkaufen.
kannst ja mir eins verkaufen wie gesagt brauche ein redox flow batteri speicher für 600watt lampe die ungefähr ein tag brennt was meins du wie groß wäre der ausmaß der redox batterie und wieviel würdest du die batterie verkaufen
Guten Tag
Ich schaue schon seit 2 Jahren nach Redox Flow und wollte Dieses Jahr auch mit dem Eigenbau anfangen. Ich wollte mal nachfragen ob Sie schon erfolg haben mit ihrer Redox Flor. Gruss Michi
Hersteller für diew Membran und die Fliesse hab ich gefunden aber da weris man auch nicht sowwirklich welche Membranen mann nehmen soll gibt diese unterschiedlich dick und stabil und so sachen.Hat jemand zufällig schon eine bezugsquelle für diese Säurefesten Förderpumpen gefunden auser so Schlauchpumpen?
Simpel? Im Prinzip Ja im Vergleich zu anderen Batterien. Wie groß soll sie denn sein?
Hallo MembranJunkie,
... deine Ausführungen klingen ja spannend! Hattest du eigentlich mal Probleme mit einer (Luft-) Oxidation der Elektrolyte (nach längerer Zeit) beobachtet? Oder "halten die wirklich ein Leben lang"?
Du schreibst ausserdem, dass bei einer grösseren Leistung der Fluss durch die Graphitfilze optimiert werden muss. Wie sollte das konkret aussehen? Gibt es dazu irgendwo veröffentlichte Informationen?
Vielen Dank für deine Hilfe
Hallo AllesFliesst,
Elektrolyt-Stabilität: Handelt es sich "nur" um Vanadium-Sulfate ohne Additive, dann halten sich die geladenen Lösungen in verschlossenen Gefäßen beliebig lange. Bei V(+5), also auf der anodischen Seite (Farbe: gelb), darf man die Grenzkonzentrationen nicht überschreiten, da sonst nach ca. 24 Stunden V2O5 bis zum erreichen des Grenzwertes ausfällt. Wird die Grenzkonzentration nicht überschritten, dann sind die Elektrolyte, auch im geladenen Zustand, unbegrenzt haltbar. Ausgefallenes V2O5 kann im nächsten Ladeschritt wieder vollständig regeneriert werden.
Die mögliche Oxidation durch Luftsauerstoff betrift nur V(+2) und V(+3) auf der kathodischen Seite (Farbe: grün/lila). Maximal wird zu V(+4) (blau) oxidiert. Bei verschlossenen Gefäßen passiert nichts. Stickstoff als Schutzgas ist auch nicht verkehrt. Ein einfacher Trick ohne Schutzgas ist bei offenen Gefäßen ist über den Elektrolyten eine Schicht aus 1-2 cm Paraffinöl (Lampenöl aus dem Drogeriemarkt) zu geben. Für die ersten Gehversuche vollkommen ausreichend.
Wenn Additive dem Elektrolyten zugesetzt sind, dann hängt die Haltbarkeit von möglichen Reaktionen beim Laden und Entladen ab. Das ist kompliziert und zur Zeit arbeiten viele Arbeitsgruppen weltweit an dem Thema. Veröffentlichungen dazu existieren seit den 80-er Jahren. Ziel ist es die Speicherdichte soweit zu erhöhen, dass mobile Anwendungen realisierbar sind. Für stationäre Anwendungen ist das eher "nice-to-have".
Zum Verständnis: Da die Elektrolyte nicht Teil der Elektroden sind und die einzig möglichen Nebenreaktionen eine Änderung der Oxidationszahl oder ein Ausfall zum V2O5 sind, welches durch Ladung vollständig regenerierbar ist, sind die Elekrolyte unbegrenzt haltbar. Die gibt es auch in 1000 Jahren noch. Hier überleben die Elektrolyte den Eigentümer.
Optimierung des Elektrolytflusses durch die Filze: Da gibt es einige Arbeiten. Das lohnt sich aber wirklich erst dann, wenn Du vor hast größere Systeme zu machen oder auf Leistungssteigerung wert legst. Einfache Maßnahme ist die Flüssikgeit über mehrere Ein- und Ausgänge in einer Einzelzelle durch das Vlies zu führen. Wenn man sich ansehen möchte wie die Elektrolyte "laufen", dann nimmt man z.B. weiße Vliese mit einem ähnlichen Aufbau und lässt mit Tinte angefärbtes Wasser hindurch laufen. Die Tinte darf vom Vlies nicht aufgenommen werden. Die Elektrode wird ersetzt durch eine klare Kunststoffscheibe. Der Aufbau wird erweitert von einer Zuführung auf mehrere Elektrolyt-Zu-und Abführungen und man verwendet zusätzlich eine zweite und dritte Farbe. Den ganzen Ablauf mit Serienfunktion photographisch aufnehmen und dann die Position der Ein- und Austrittslöcher so optimieren, dass möglichst wenig Totzonen entstehen. Wenn man dann noch einen "Simulierer" an der Hand hat kann man ja noch versuchen sich ein Modell zu basteln. Über sowas wurde schon die eine oder andere Diss angefertigt.
Zawodzinski (USA) hat dieses Jahr in "Journal of Power Source" Werte von 500 mW/cm² veröffentlicht (Standard ist 50-120 mW/cm²). Hintergrund war alleine eine verbesserte Elektrolytführung über dünne Schichten. Allerdings zu dem Preis von Gold-Elektroden mit Flowfield und (wahrscheinlich) einem druckgetriebenen System. Die Arbeit zeigt welches Potential in der Redox-Flow-Batterie steckt.
Gruß, MembranJunkie
Hallo MembranJunkie, läuft Deine Redox-Flow Anlage schon zufriedenstellend? Kann ich Sie mir auch live anschauen?
Gruß, Energix
Ich hab heut ein Angebot vom Cell tube bekommen da haben mir die Ihren geschlakert wer wissen will was so ein Cell tube mit 10kw Leistung und 40kwh Speicher Kostet der soll mich direkt fragen. Von Ion gibts jetzt neue Membranen mit relativ guter Leistung Preis geht auch.
Hab jetzt ein Forum extra fuer das Projekt Redox Flow erstellt suche noch mitbauer.
Hallo berder, ich würde mir das nicht zutrauen.
http://de.wikipedia.org/wiki/Redox-Flow-Zelle
Viel Erfolg
wisso würdest du mir das nicht zutrauen ist das sehr kompliziert oder was meins du da mit
ganz so simpel kommt das mir aber nicht vor was meinst du und es ist auch kost spielich