Eisen-Salz-Batterie (Iron-Salt-Battery)

Eisen-Salz-Batterielösungen sind ausgereifte Systeme der zweiten Generation, die unübertroffene Einsparungs- und Nachhaltigkeitsvorteile bieten und deren Leistung so zuverlässig ist, dass sie von einem unabhängigen Versicherer garantiert wird: Munich Re. Konventionelle Batteriesysteme mit begrenzter Zyklusdauer können auf eine Lebensdauer von 7 bis 10 Jahren hoffen, bevor sie aufgestockt werden müssen. Die Eisenfluss-Chemie von ESS hält 20 Jahre oder länger ohne Kapazitätsschwund oder -verschlechterung.

Eine Eisen-Salz-Batterie ist eine elektrochemische Zelle, in der zwei chemische Lösungen durch eine Membran getrennt sind. Durch diese Membran werden Ionen ausgetauscht, wodurch chemische Energie und Strom erzeugt werden.

Herzstück einer Eisen-Salz-Batterie ist ein Redox-Flow-Batteriesystem aus zwei durch eine Membran voneinander getrennten Batteriehalbzellen, durch die in separaten Kreisläufen eine auf Eisenchlorid basierende Elektrolytflüssigkeit gepumpt wird. Im ungeladenen Zustand herrscht in beiden Zellen eine identische Oxidationsstufe – erst beim Ladevorgang erfolgt in einer Halbzelle die Reduktion und in der anderen die Oxidation des Elektrolyts. Es kommt zu einem Transfer von Ionen und Elektronen zwischen den beiden Halbzellen, die Energie wird so im Elektrolyt gespeichert. In der nun negativ geladenen Halbzelle löst sich dabei das Eisen aus der Flüssigkeit und heftet sich an die Elektrode. Je mehr Eisen hier gebunden werden kann, desto höher ist die Kapazität der Batterie. Die Reaktion ist vollkommen reversibel: Beim Entladevorgang wird das gebundene Eisen wieder vollständig im Elektrolyt gelöst.

Sauberer und nachhaltiger: Dank Eisen, Salz und Wasser als Elektrolyt sind Eisen-Salz-Batterien die am einfachsten zu installierenden und am sichersten zu betreibenden Systeme auf dem Markt. Da die Eisenfluss-Chemie keine Seltenerdminerale wie Vanadium und Lithium verwendet, verursacht sie weniger Umweltschäden und Menschenrechtsprobleme bei der Materialbeschaffung und den Produktionsprozessen. Bei Anwendungen, die mehr als 6 Stunden Entladung und häufige Zyklen benötigen, bietet die Eisen-Salz-Batterie die niedrigsten Kosten pro KWh über seine 25-jährige Lebensdauer.

Eisenflussbatterien lassen flüssige Elektrolyte zirkulieren, um Elektronen über einen Prozess zu laden und zu entladen, der Redoxreaktion genannt wird. Das Wort „Redox“ setzt sich zusammen aus den Begriffen „Reduktion“, die einen Gewinn an Elektronen bedeutet, und „Oxidation“, die einen Verlust an Elektronen bedeutet. Im Gegensatz zu herkömmlichen Batterien, die als feste Zellen oder Module verpackt sind, verfügt eine Durchflussbatterie über eine wesentlich größere Energiespeicherkapazität, die dem Benutzer die Flexibilität bietet, sowohl die Leistung als auch die Menge der gespeicherten Elektrizität genau auf die heutigen und zukünftigen Anforderungen eines Projekts abzustimmen.

Eisen-Salz-Batterien stellen kein Brand-, Chemikalien- oder Explosionsrisiko dar, so dass keine Feuerlöschanlagen, sekundären Sicherheitsbehälter oder Gefahrgutbeschränkungen erforderlich sind. Ihre Chemie hat einen pH-Wert, der dem von Soda und Wein ähnelt, und enthält keine giftigen Stoffe. Darüber hinaus ist das Batteriesystem am Ende seiner Lebensdauer weitgehend recycelbar.