Verbundvorhaben RAMSES_1: Reversible alkalische Zink-Mangandioxid-Batterie zur stationären Stromspeicherung

In Anbetracht der sehr begrenzten Lithium- und Kobaltvorkommen und deren vorhersehbare Preisentwicklung ist eine Abdeckung des Speicherbedarfs alleine durch die Li-Technologie nicht zu realisieren. Hier können kostengünstige Batterien mit langer Lebensdauer und reichlich verfügbaren Elektrodenmaterialien, wie z.B. Zink, einen wesentlichen Beitrag zur Gesamtstrategie leisten. Neben den klassischen Pb-Akkumulatoren und fortschrittlichen Systemen wie NiCd, NiMH und Li-Ionen, könnten in den nächsten Jahren Post-Li-Systeme wie z. B. Zink-Mangandioxid-Batterien eine wichtige Rolle als stationäre, elektrochemische Speicher einnehmen. Im Vergleich zu Li weist Zn eine sehr hohe volumetrische Kapazität (5,8 Ah L-1 vs. 2,0 Ah L-1 für Li) bezogen auf die negative Elektrode auf. Zurzeit sind noch keine zinkbasierten, wiederaufladbaren Zn-Akkumulatoren auf dem Markt vorhanden. Herkömmliche primäre Zink/Luft-Batterien nutzen alkalische Elektrolyte, wodurch Wasserstoff als Nebenprodukt entstehen kann. Außerdem können Dendriten und Karbonate die Zelle irreversible beschädigen. Ziel dieses Projekts ist es, eine neue Zink-Mangandioxid-Batterie zu entwickeln, welche eine vergleichbare bzw. höhere Energiedichte als etablierte Technologien, wie z.B. Blei/Gel, NiCd, NiMH und Li-lonen/LFP, aufweist und die 1000 Zyklen-Marke auf Zellebene erreicht. Bis zum Projektende soll ein 6 V I 15 Ah Demonstrator gebaut werden, der aus 5 seriell verschalteten Zellen besteht. HOPPECKE übernimmt im Gesamtprojekt die Arbeitspakete im Bereich Batterien und Zellen bis hin zum Energiesystem. Dabei werden die Ladetechnologien und -strategien inklusive der Überwachungseinheit und Engineering berücksichtigt. Ein weiterer Aspekt stellt dabei die Entwicklung von potentiellen Markteintrittskonzepten unter dem Aspekt der netzunabhängigen Energieabrechnung dar.