Verantwortlich

Laufzeit

01.07.2014 - laufend

Partnerinnen und Partner

  • FLAD & FLAD Communication GmbH (Innotruck)

Finanzierung

Fonds der chemischen Industrie


Speicherung elektrischer Energie mit neuartigen, organischen Redox-Flow-Batteries

Experimentelle Erschließung von Redox-Flow-Batteries für den Chemieunterricht

Stichworte

Redox-Flow-Batteries, organische Batterien, Erneuerbare Energien, Energiewende

Beschreibung

Elektrische Energie aus Wind- und Solaranlagen gehört zu den sogenannten erneuerbaren Energien. Bei diesen besteht die Problematik, dass je nach Wetterlage und im Falle der Solaranlagen je nach Tageszeit die zur Verfügung stehende elektrische Energie schwankt. Um diesem Problem zu begegnen, werden sogenannte Flow-Batteries diskutiert, bei denen für jede Halbzelle ein Kreislauf installiert ist, in dem jeweils ein Elektrolyt mit einem geeigneten Redox-Paar zirkuliert.

In diesem Projekt werden Experimente zu organischen Batterien und Modell-Versuche zur Funktionsweise von Flow-Batteries entwickelt, die im Rahmen des Chemieunterrichts der Sekundarstufe II eingesetzt werden können. Es werden organische Systeme untersucht, die sich leicht oxidieren bzw. reduzieren lassen. Solche Systeme können Chinone und die zugehörigen Hydrochinone sein.

Ergebnis

Es wurde zunächst ein einfach zu realisierender Versuchsaufbau für die Untersuchung organischer Batteriesysteme entwickelt sowie weitere Modellversuche zu Redox-Flow-Batterien, aus beispielsweise PMMA-Scheiben hergestellt oder aus TicTacDosen aufgebaut, entwickelt. Des Weiteren wurden verschiedene organische Redox-Paare für den Einsatz in organischen Batterien untersucht und deren Wiederaufladbarkeit mittels Cyclovoltammetrie untersucht. Dabei konzentrierten wir uns zunächst auf Systeme aus Hydrochinonen und Chinonen. Untersucht wurden u.a. Alizarin, Gallussäure, p-Phenylendiamin und 2-Hydroxy-1,4-naphothochinon. Ebenso wurden organische Verbindungen aus dem Alltag auf den Einsatz in organischen Batterien hin untersucht. Hierzu zählen u.a. Vanillin, Ascorbinsäure, Paracetamol, verschiedene Teesorten und andere Alltagsprodukte.

Publikationen:

Rosenberg, D. (2018): Redox-Flow-Batteries zur Energiespeicherung im Chemieunterricht, SVH, Beau Bassin

Rosenberg, D., Wachhholz, M., Böttger, S., Busker, M., Jansen, W. (2019): Organische Batterien mit Ascorbinsäure und die etwas andersartige Zitronenbatterie. ChemKon 26 (3), 119-123  

Rosenberg, D., Dick, K., Gudenschwager, S., Busker, M., Jansen, W. (2019): Organic (Redox-Flow-)Batteries using compounds out of bark and peat as well as humic acids, WJCE 7 (2), 145-152

Rosenberg, D., Pansegrau, S., Wachholz, M., Köppen, A., Busker, M., Jansen, W. (2018): Organic Redox-Flow Batteries Using Hair Dyes and Pharmaceuticals, WJCE 6 (1), 63-71

Rosenberg, D., Koring, D., Pansegrau, S., Rehling, A., Busker, M., Jansen, W. (2018): Redox-Flow-Batteries – Organische Batterien mit Farbstoffen, MNU 71 (1), 29-36

Rosenberg, D., Pansegrau, S., Wachholz, M., Rehling, A., Busker, M., Jansen, W. (2017): Redox-Flow-Batterien – Organische Batterien mit Zukunftsperspektiven, ChemKon, 24/4, 327-342

Rosenberg, D., Rehling, A., Ernst, D., Busker, M., Jansen, W. (2017): Organische Batterien mit Phloroglucin und Vanillin. In: PdN-Chemie in der Schule 66 (2), 9-14

Rosenberg, D., Pansegrau, S., Busker, M., Jansen, W. (2017): Energiespeicherung in organischen Redox-Flow-Battries mit dem roten Farbstoff in Henna. In: Nachrichten aus der Chemie 65 (2), 167-171

Rosenberg, D., Rehling, A., Busker, M., Jansen, W. (2016). Organische Batterien mit Gallussäure, Pyrogallol und grünem Tee. In: PdN-Chemie in der Schule 65 (6), 22-27

Rosenberg, D., Behnisch, M., Pansegrau, S., Busker, M., Jansen, W. (2016): Speicherung elektrischer Energie mit neuartigen, organischen Batterien -Einfache Schulexperimente zur Demonstration von Flow-Batteries. In: PdN-Chemie in der Schule 65 (4), 36-42

Rosenberg, D., Wachholz, M., Busker, M., Jansen, W. (2016): Organische Batterien mit Alizarin - Schulexperimente zur Demonstration von Flow-Batteries mit dem Farbstoff der Krappwurzel. In: PdN-Chemie in der Schule 65 (3), 14-19