Zwei Männer am Tablet in Forschungsabteilung
Vanadium-Redox
Flow Technologie
Vanadium-
Redox-Flow
Technologie

Die langlebigste Speichertechnologie für Zuhause dank VoltStorage.

Die Vanadium-Redox-Flow Technologie (VRF) wird seit seit Jahren erfolgreich als Großspeichertechnologie für Photovoltaik- und Windanlagen eingesetzt. VoltStorage bringt die langlebigste Speichertechnik weltweit zum ersten Mal in die eigenen vier Wände und setzt auf eine zukunftsweisende Alternative zu Lithium-Ionen-Speichern – und zwar „Made in Germany“.

Funktionsweise der Vanadium-Redox-Flow Speichertechnologie.

Im Gegensatz zu herkömmlichen Speichersystemen auf Lithium- und Blei-Basis nutzt die Vanadium-Redox-Flow Speichertechnologie (VRF) eine Vanadium basierte Elektrolyt-Flüssigkeit als Speichermedium. Das flüssige Elektrolyt befindet sich in zwei getrennten Behältern (insgesamt 220 Liter) mit jeweils unterschiedlichen Oxidationsstufen.

Die Elektrolyt-Flüssigkeit fließt dabei durch zwei voneinander abgeschottete Kreisläufe und wird durch leistungsstarke Batteriezellen gepumpt, deren Produktion von VoltStorage zum Patent angemeldet ist. Diese bestehen aus zwei Halbzellen, die durch eine Membran getrennt sind.

Beim Aufladevorgang wird den Batteriezellen Strom aus der Photovoltaikanlage zugeführt. Dies löst unterschiedliche chemische Umwandlungsprozesse aus:

Während es in der negativ geladenen Halbzelle zu einer Reduktion des Elektrolyts kommt, findet in der positiven geladenen eine Oxidation des Elektrolyts statt – daher die Bezeichnung „Redox“. Die in der positiven Halbzelle frei werdenden Elektronen wandern über Graphitelektroden in die negative Halbzelle. Diese wird über die Membran zudem mit freigesetzten Ionen aus der positiven Halbzelle versorgt. Dadurch findet ein Umwandlungsprozess von elektrischer in chemische  Energie statt.

Sobald die in der Elektrolyt-Flüssigkeit gespeicherte Solarenergie für TV, Waschmaschine & Co. benötigt wird, kehrt sich dieser Prozess um: Aus chemischer Energie wird wieder elektrische Energie – und ermöglicht mehr Autarkie auch dann, wenn die Sonne gerade nicht scheint.

Positiv geladener Elektrolyttank

Im ungeladenen Zustand befinden sich Vanadium-Ionen mit der Oxidationsstufe 4 im Elektrolyt-Kreislauf. Dadurch nimmt das Elektrolyt eine bläuliche Färbung an. Durch die Zufuhr von zu speichernden Strom oxidieren die Vanadium-Ionen und nehmen die Oxidationsstufe 5 an. Ist der Speicher vollständig aufgeladen, befindet sich ausschließlich Vanadium 5 im positiv geladenen Elektrolyt-Kreislauf. Das Elektrolyt weist dann eine gelbliche Färbung auf.

Negativ geladener Elektrolyttank

Im ungeladenen Zustand befinden sich Vanadium-Ionen mit der Oxidationsstufe 3 im Elektrolyt-Kreislauf. Dadurch nimmt das Elektrolyt eine grünliche Färbung an. Durch die Zufuhr von zu speichernden Strom kommt es zu einer Reduktion der Vanadium-Ionen, welche die Oxidationsstufe 2 annehmen. Ist der Speicher vollständig aufgeladen, befindet sich ausschließlich Vanadium 2 im negativ geladenen Elektrolyt-Kreislauf. Das Elektrolyt weist dann eine lilane Färbung auf.

Membran

Das positiv und negativ geladene Elektrolyt wird in die Batterie geleitet, um dort Lade- bzw. Entladeprozesse anzustoßen. Die Membran sorgt dafür, dass beide Elektrolytflüssigkeiten voneinander getrennt bleiben, um so die Effizenz des Batteriesystems zu sichern. Die Membran ist jedoch ionen-durchlässig, sodass beim Lade- und Entladevorgang frei werdende Ionen durch die Membran in den anderen Elektrolyt-Kreislauf gelangen können. Die dadurch möglich gemachte Redox-Reaktion sorgt dafür, dass elektrische Energie und chemische Energie umgewandelt wird und so gespeichert werden kann.

Pumpsystem

Das Pumpsystem sorgt dafür, dass das Vanadium-Elektrolyt in die Batterie geleitet wird. Das interne Batteriemanagement sorgt dafür, dass das geräuscharme Pumpsystem immer dann aktiviert wird, wenn es erforderlich ist. Dadurch wird ein effizienter Einsatz der eingesetzten Pumpen gewährleistet.

Die langlebigste Speichertechnologie.

Mittelfristige Kapazitätsverluste sind bei herkömmlichen Speichersystem die Regel. Der Grund: Mit jeder zusätzlichen Be- und Entladung bilden sich elektrochemische Ablagerungen an den Elektroden der Batterie – die sogenannte Dendritenbildung. Diese führt unter anderem dazu, dass die Speicherkapazität über die Zeit kontinuierlich abnimmt. Die Lebensdauer markttypischer Stromspeicher auf Lithium- und Blei-Basis ist somit begrenzt.
Anders verhält es sich bei der Vanadium-Redox-Flow Technologie: Aufgrund des flüssigen Elektrolyts können dank VRF-Technologie kapazitätsmindernde Ablagerungen zu 100 Prozent ausgeschlossen werden. Unser Speichersystem kann daher beliebig oft be- und entladen werden, ohne an Kapazität zu verlieren. Das Ergebnis: Mehr als 10.000 Ladezyklen ohne Selbstentladung und Kapazitätsverlust.

INNOVATIVE SPEICHERTECHNOLOGIE MADE IN GERMANY.

Die Vanadium-Redox-Flow Speichertechnologie wird bereits seit Jahren erfolgreich zur Speicherung von Wind- und Solarenergie in Großspeichern eingesetzt. Erst Mitte 2017 wurde am Fraunhofer Institut in Pfinztal die größte Batterie Deutschlands installiert – auf Basis der VRF-Technologie. Bisher konnten VRF-Batterie-Stacks nur manuell produziert werden, was eine Herstellung für den Heimspeicher-Markt erschwerte.
Ein automatisierter und zum Patent angemeldeter Produktionsprozess ermöglicht es uns als erstes Unternehmen weltweit, Heimspeicher auf Basis der VRF-Technologie kosteneffizient anzubieten. Dank unseres in München tätigen Entwicklungsteams  erfolgen Entwicklung und Produktion der Batterie-Stacks aus eigener Hand – und somit zu 100% in Deutschland.
Technologie-Abteilung der VoltStorage GmbH
VoltStorage Entwicklungsabteilung mit Dr. Mardilovich (links) und Dr. dos Santos (Mitte).

Warum Stromspeicher von VoltStorage?

Die ökologische Alternative zu Lithium

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Mehr über die ökologische Alternative

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So machst Du Dich unabhängiger

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Herkömmliche Stromspeicher auf Lithium- oder Blei-Basis können keine vollständige Betriebssicherheit gewährleisten. Dank unserer Vanadium-Redox-Flow Speichertechnologie kannst Du auf das einzige Speichersystem setzen, dass zu 100% nicht entflammbar ist.

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Die zunehmende Erderwärmung stellt eine der größten Herausforderungen unserer Zeit dar. Wir stellen uns dieser Herausforderung und ermöglichen Dir durch den Einsatz unserer Stromspeicher, Deine CO2-Bilanz zu optimieren. Denn mit VoltStorage kannst Du pro Jahr bis zu 800 kg CO2 einsparen.

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