Abschlussbericht der Teilvorhaben: Analytische Methoden für Vanadiumelektrolyte und Normungsarbeiten und Herstellung von Labormustern im Rahmen des Verbundprojektes: Standardisierung von Vanadiumelektrolytlösungen und Normung für Flow-Batterien; Akronym: (StaVENo) : eingereicht im Rahmen der Förderrichtlinie WIPANO (Wissens- und Technologietransfer durch Patente und Normen)

Abstract

Im Vorhaben StaVENo verfolgte das Fraunhofer ICT zusammen mit GfE Metalle und Materialien und 1st Flow Energy das Ziel, eine herstellerübergreifende Spezifikation für Vanadiumelektrolyte zu erarbeiten, geeignete analytische Prüfmethoden festzulegen und diese in den internationalen Normungsprozess (IEC) einzubringen. Dieses Ziel wurde im Kern erreicht. Auf Basis von Archivdaten und neun Elektrolytproben von sechs Herstellern aus Europa, Asien und Nordamerika wurden Schlüsselparameter definiert und zu einer vorläufigen „Musterelektrolyt“-Spezifikation zusammengeführt. Ein normtaugliches Methodenset wurde etabliert: Titrationen sowie ICP OES/ICP MS als instrumentelle analytische Methoden für Hauptkomponenten und Verunreinigungen, ergänzt um Messungen von Dichte, Leitfähigkeit, Viskosität sowie thermo chemische Stabilitätsprüfungen. Im Labormaßstab wurde ein standardisierbares Prüfprotokoll auf Basis einer kommerziellen 40 cm² Zelle entwickelt. Alle untersuchten Elektrolyte zeigten ähnlich hohe Energieeffizienzen (ca. 80–83 %) und ein ähnliches Imbalance Verhalten, wodurch die Ableitung einer mittleren Spezifikation gestützt wird. Die Stabilität von V⁵⁺ Elektrolyten konnte mit Phosphatgehalt, CV/CS Verhältnis und Tankmaterial korreliert werden; für V²⁺ Anolyte besteht weiterer Forschungsbedarf. Der Normungsprozess wurde erfolgreich initiiert und vorangetrieben: Der von der DKE eingereichte NWIP wurde mit 100 % Zustimmung angenommen, als IEC Projekt (IEC 62932 4 1) in JWG 7 aufgenommen und bis in den (Committee draft) CD Vorbereitungsstand geführt. Die im Projekt entwickelten Methoden und Spezifikationsvorschläge fließen direkt in diesen Entwurf ein.