Gemeinsame Parameter für die elektrochemische Energiespeicherung sind
Die Weiterentwicklung bestehender Zellsysteme sowie die Erforschung und Adaption neuartiger Ansätze für wieder aufladbare Batterien sind ein wesentliches Arbeitsgebiet der Gruppe „Batterien für Spezialanwendungen". Im Fokus stehen dabei neue Materialien bzw. Materialrezepturen für die Elektroden, neue Elektrolytsysteme und Separatoren.
Was ist der Unterschied zwischen elektrochemischen und thermischen energiespeicherungen?
Ein Vorteil der elektrochemischen Energiespeicherung gegenüber thermischen Prozessen ist die isotherme Prozessführung und damit die Nicht-Abhängigkeit des Umwandlungswirkungsgrads von der Carnot’schen Begrenzung (z. B. Wärmekraftmaschine). Für die Energiespeicherung in Batterien lassen sich verschiedene Kriterien für den Wirkungsgrad angeben.
Was ist ein elektrochemischer Energiespeicher?
Elektrochemische Energiespeicher werden durch die Begriffe Batterien und Akkumulatoren beschrieben. Elektrochemische Systeme bestehen aus Elektroden, die über einen Elektrolyten als ionenleitende Phase miteinander verbunden sind.
Wie funktioniert die Energiespeicherung?
Die Energiespeicherung beruht auf der Umwandlung von Nickelhydroxid zum Nickeloxyhydroxid an der positiven Elektrode, bei der ein formaler Wertigkeitswechsel des Nickels von + 2 zu + 3 eintritt. An der negativen Elektrode wird beim Laden Cadmiumhydroxid (Cadmium mit der Wertigkeit + 2) zu metallischem Cadmium (Wertigkeit 0) umgewandelt.
Was sind die wesentlichen Kenngrößen der Energiespeicher?
Die wesentlichen Kenngrößen der Energiespeicher sind ihre Spannungslage und der Energieinhalt. Die Spannungslage ergibt sich aus der Differenz der Elektrodenpotenziale und somit aus der Art der eingesetzten Elektroden. Je nach betrachtetem System werden Spannungsgrenzen für den Lade- und Entladeprozess vorgegeben.
Was ist ein thermochemischer Speicher?
Thermochemische Speicher nutzen die Reaktionsenergie einer reversiblen chemischen Reaktion, die in einer Richtung Wärme aufnimmt und in der anderen abgibt, zum Beispiel die Hydratisierung von Kalziumchlorid (CaCl). Für die Anwendung in hybriden und elektrischen Fahrzeugen kommen vor allem elektrochemische Speicher infrage.
Wie beeinflusst der Separator die Energiedichte?
An direkten Keramikbeschichtungen des Kathoden- oder Anodenmaterials wird geforscht. Je dünner der Separator gefertigt wird, desto mehr Volumen steht für Anode und Kathode zur Verfügung und desto höher ist die Energiedichte der Zelle.
