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Der Polysulfid-Bromid-Akkumulator ist ein elektrischer, wiederaufladbarer Akkumulator welcher als sogenannte Redox-Flow-Batterie aufgebaut ist und aus zwei flüssigen Elektrolyten besteht. Die beiden Elektrolyte sind, wie bei allen Redox-Flow-Batterien, durch ein durchlässiges Membran getrennt. In dem Elektrolyt an der negativen Elektrode werden die Salze Natriumbromid (NaBr) bzw. Natriumtribromid (NaBr3) eingesetzt. Im Elektrolyt an der positiven Elektrode kommen Salze aus der Gruppe der Natrium-Polysulfide (Na2Sx) zum Einsatz.[1] Je nach Ladezustand des Akkumulators verändert sich dabei der Anteil der Salze in den beiden Elektrolyten.

Anfang der 2000er-Jahre wurde versucht, motiviert durch den vergleichsweise kostengünstigen Aufbau, diese Akkumulatorbauform in großtechnischen Anlagen zum Ausgleich von Lastschwankungen im Stromnetz in Batteriespeichern einzusetzen.[2] Beispiele dafür sind der Batteriespeicher im Kraftwerk Little Barford, welcher aufgrund von technischen Schwierigkeiten nicht über den Versuchsbetrieb hinaus kam.[3]

Chemische ProzesseBearbeiten

Im geladenen Zustand besteht das Elektrolyt an der positiven Elektrode primär aus Natrium-Disulfid (Na2S2) und das Elektrolyt an der negativen Elektrode aus Natriumtribromid (NaBr3). Die beiden Elektrolyte liegen in größeren Tanks vor und werden durch Pumpen in die Reaktionskammer mit Membran zwischen den Elektrolyten gepumpt. Bei der Entladung wird das Natrium-Disulfid in Natrium-Polysulfid (Na2S4) umgewandelt, das Natriumtribromid geht in Natriumtbromid (NaBr) über.

An der negativen Elektrode lautet die Reaktionsgleichung bei Entladung:

 

Und an der positiven Elektrode:

 

Bei der Entladung laufen die Prozesse in umgekehrter Richtung ab.

EinzelnachweiseBearbeiten

  1. H. Zhang: Advances in Batteries for Medium and Large-Scale Energy Storage. Woodhead Publishing Series in Energy, 2015, Chapter 9 - Polysulfide-bromine flow batteries (PBBs) for medium- and large-scale energy storage, S. 317 - 327, doi:10.1016/B978-1-78242-013-2.00009-1.
  2. Adithi Amarnath, et. al.: Bromine-polysulfide Redox-flow Battery Design:Cost Analysis. Hrsg.: Department of Chemical and Biomolecular Engineering - University of Tennessee. 2014 (Online [PDF]).
  3. Review of Electrical Energy Storage Technologies and Systems and of their Potential for the UK. Abgerufen am 20. August 2019.