Quelltext der Seite Vanadium-Redox-Akkumulator

[[Datei:Vanadium battery.svg|mini|Prinzipaufbau einer Vanadium-Redox-Flussbatterie. Die Vorratstanks jeweils links und rechts außen. Über der galvanischen Zelle in der Mitte ein [[Wechselrichter]]]]
[[Datei:Vanadium redox flow discharge.png|mini|Vorgänge beim Entladen]]
[[Datei:Vandium redox flow load.png|mini|Vorgänge beim Laden]]
Der '''Vanadium-Redox-Akkumulator''' (Vanadium-Redox-Flow-Batterie, kurz VRFB) ist ein [[Akkumulator]] in der Art einer [[Redox-Flow-Batterie]]. In beiden Elektrolyten werden [[Vanadium#Verbindungen|Vanadiumverbindungen]] in wässrigen Lösungen benutzt. Dadurch wird das Problem einer gegenseitigen Verunreinigung infolge der [[Diffusion]] von Ionen durch die Membran verhindert.

== Historisches ==
Die Idee, Vanadiumverbindungen in einem Akkumulator zu nutzen, gab es bereits 1933.<ref>P. A. Pissoort, im französischen Patent Nummer 754065 vom 30.10.1933</ref> 1976 ließ sich Lawrence H. Thaller, damals ein [[NASA]]-Mitarbeiter, die Verwendung eines Vanadiumsalzes in Redoxflusszellen patentieren. Er schlug damals [[Vanadiumchlorid]] vor.<ref>{{Patent|Land=US |V-Nr=3996064 |Titel=Electrically rechargeable REDOX flow cell | A-Datum=1975-08-22 |V-Datum=1976-12-07 |Erfinder=Lawrence H. Thaller | Anmelder=National Aeronautics And Space Administration NASA}}</ref> Die Paarung Vanadium-Vanadium ließ sich 1978 Alberto Pellegri patentieren.<ref>{{Patent|Land=GB |V-Nr= 2030349 |Titel=Process and Accumulator, for Storing and Releasing Electrical Energy | A-Datum=1978-07-10 |V-Datum=1980-04-02 |Erfinder=Alberto Pellegri, Placido M. Spaziante | Anmelder=Oronzio de Nora Impianti Elettrochimici S.p.A.}}</ref><ref>{{Patent|Land=DE |V-Nr=2927868 |Titel=Verfahren zur Speicherung und Freisetzung von elektrischer Energie und dafür geeigneter Akkumulator |V-Datum=1980-01-31 |Erfinder=Alberto Pellegri, Placido M. Spaziante | Anmelder=Oronzio de Nora Impianti Elettrochimici S.p.A.}}</ref> Eine erfolgreiche Demonstration und Weiterentwicklung fand erst in den 1980er Jahren an der [[University of New South Wales]] durch [[Maria Skyllas-Kazacos]] und ihre Mitarbeiter statt.<ref>{{Literatur|Autor=M. Rychcik, M. Skyllas-Kazacos |Titel=Evaluation of electrode materials for vanadium redox cell |Sammelwerk=Journal of Power Sources |Band=19 |Nummer=1 |Datum=1987-01| Seiten=45–54 |DOI=10.1016/0378-7753(87)80006-x }}</ref><ref>{{Literatur|Autor=M. Rychcik, M. Skyllas-Kazacos|Titel=Characteristics of a new all-vanadium redox flow battery |Sammelwerk=Journal of Power Sources |Band=22 |Nummer=1 |Datum=1988-01 |Seiten=59–67 |DOI=10.1016/0378-7753(88)80005-3 }}</ref> Skyllas-Kazacos und die University of New South Wales ließen sich die Form mit [[Schwefelsäure]]-[[Elektrolyt]]en 1986 patentieren.<ref>M. Skyllas-Kazacos, M. Rychcik und R. Robins, im australischen Patent Nummer 575247 (1986), der Unisearch Ltd.</ref> 1998 verkaufte die Universität die Patente an eine [[Australien|australische]] Firma ([[Cougar Energy|Pinnacle VRB]]). Nach einigen Umstrukturierungen und Übernahmen wurden die Patente schließlich von der Firma ''Prudent Energy'' übernommen. Die ursprünglichen Patente liefen 2006 aus, was einen freien Markt ermöglichte und zu kommerziellen Entwicklungen führte.<ref>Spelters, Oliver (2010): Betrachtung zur Dynamik von Redox-Flow-Zellen, München: Grin</ref>

== Allgemeines ==
Der Vanadium-Redox-Akkumulator nutzt die Fähigkeit von Vanadium aus, in Lösung vier verschiedene [[Oxidationsstufe]]n annehmen zu können, sodass statt zwei nur ein elektroaktives Element für den Akkumulator benötigt wird. Die [[Quellenspannung]] (Spannung ohne Belastung) pro Zelle liegt zwischen 1,15&nbsp;V und 1,55&nbsp;V. Bei 25&nbsp;°C beträgt sie 1,41&nbsp;V.

Die Elektroden bestehen aus Kohlenstoff, deren Struktur hat wesentlichen Einfluss auf die Eigenschaften.<ref name="Skyllas-Kazacos2015">Ki Jae Kim, Min-Sik Park, Young-Jun Kim, Jung Ho Kim, Shi Xue Douband, M. Skyllas-Kazacos: [https://www.researchgate.net/publication/279249874_A_technology_review_of_electrodes_and_reaction_mechanisms_in_vanadium_redox_flow_batteries ''A technology review of electrodes and reaction mechanisms in vanadium redox flow batteries''], in Journal of Materials Chemistry A, Juni 2015, [[DOI: 10.1039/c5ta02613j]], abgerufen am 20. Sep. 2020</ref> Die Elektroden und die beiden Elektrolyt-Vorräte sind durch eine Membran getrennt, die idealerweise nur Wasserstoffionen passieren lässt.

Wie bei allen [[Redox-Flow-Batterie]]n ist ein Hauptvorteil des Vanadium-Redox-Akkumulators, dass Leistung und [[Kapazität (galvanische Zelle)|Kapazität]] im Gegensatz zu gewöhnlichen Sekundärzellen voneinander unabhängig sind. Die Leistung ist v.&nbsp;a. durch die Elektrodenfläche, die Speicherkapazität durch die Elektrolytmenge regulierbar. Auch ist eine [[Tiefentladung]] schadlos. Jedoch besitzt er eine vergleichsweise geringe [[Energiedichte]] von ca. 15 bis 25<ref name="carm1"/> bzw. 25 bis 35<ref name="Sangwon">[https://www.intechopen.com/books/energy-storage-devices/vanadium-redox-flow-batteries-electrochemical-engineering Sangwon Kim: ''Vanadium Redox Flow Batteries: Electrochemical Engineering''], in: IntechOpen, 3. April 2019, [[DOI: 10.5772/intechopen.85166]], abgerufen am 20. Sep. 2020</ref> Wattstunden pro Liter Elektrolytflüssigkeit. Die massebezogene Energiedichte beträgt dementsprechend 20 bis 32&nbsp;Wh/kg Elektrolyt.<ref name="Sangwon"/>

Der Hauptnachteil der Vanadium-Redox-Akkumulator-Technologie sind neben dem schlechten Volumen-Energie-Speicherverhältnis der im Vergleich zu herkömmlichen Akkumulatoren kompliziertere Gesamtaufbau, der auch Pumpen und Vorratstanks umfasst.

Durch die stets gegebene geringe Durchlässigkeit der Membran auch für Vanadium-Ionen kommt es zur Selbstentladung und zum Kapazitätsverlust.<ref name="Sangwon"/>

Die Gesamt-Energie-Effizienz (''round trip efficiency'') wird auch durch die Pumpen verringert und beträgt ca. 62 bis 85 %.<ref>Qian Xu, Yannan Ji, Liyu Qin, P.K. Leung, Fen Qiao, Yashuai Li, Huaneng Su: [https://www.researchgate.net/publication/322505915_Evaluation_of_redox_flow_batteries_goes_beyond_round-trip_efficiency_A_technical_review ''Evaluation of redox flow batteries goes beyond round-trip efficiency: A technical review''], in ''The Journal of Energy Storage'' 16(1), Januar 2018, Seiten 108–115, [[DOI: 10.1016/j.est.2018.01.005]], abgerufen am 20. Sep. 2020</ref>

Zu den Vorteilen gehört die [[Zyklenfestigkeit]] und das „Laden“ per Elektrolytaustausch. Nach einer Studie aus dem Jahr 2016<ref name="Skyllas-Kazacos2016">{{Literatur|Autor=Yitao Yan, Yifeng Li, Maria Skyllas-Kazacos, Jie Bao |Titel=Modelling and simulation of thermal behaviour of vanadium redox flow battery |Sammelwerk=Journal of Power Sources |Band=322 |Verlag=Elsevier B.V. |Datum=2016-08-01 |Seiten=116–128 |DOI=10.1016/j.jpowsour.2016.05.011 }}</ref> hat eine solche Batterie innerhalb eines dreijährigen Tests über 200.000 Lade-/Entladezyklen durchlaufen.

== Reaktionsgleichungen ==
[[Datei:Vanadiumoxidationstates.jpg|mini|Wässrige Lösungen von Vanadiumsalzen in verschiedenen Oxidationsstufen: [V(H<sub>2</sub>O)<sub>6</sub>]<sup>2+</sup> (violett), [V(H<sub>2</sub>O)<sub>6</sub>]<sup>3+</sup> (grün), [VO(H<sub>2</sub>O)<sub>5</sub>]<sup>2+</sup> (blau) und [VO<sub>2</sub>(H<sub>2</sub>O)<sub>4</sub>]<sup>+</sup> (gelb)]]
Der Vanadium-Redox-Akkumulator nutzt in beiden [[Halbzelle]]n [[Redoxpaar]]e des [[Vanadium]]s.

Die Lösung auf der Anoden-Seite enthält [[Vanadylsulfat]] (Vanadin(IV)-oxidsulfat, VOSO<sub>4</sub>, blau), das zum gelben fünfwertigen Ion oxidiert werden kann:<ref name="Tübke" />

<u>Positive Elektrode (Anode) V(4+) und V(5+):</u>

:VO<sup>2+</sup> + H<sub>2</sub>O ⇌ VO<sub>2</sub><sup>+</sup> + 2 H<sup>+</sup>  + e<sup>−</sup>&nbsp;&nbsp;(''E''<sup>0</sup> = 0,995&nbsp;V vs. SHE)

Die Lösung der Kathoden-Seite enthält [[Vanadium(III)-sulfat]] (grün), das zum zweiwertigen, violetten Vanadiumsalz reduziert werden kann:

<u>Negative Elektrode (Kathode):</u>

:V<sup>3+</sup> + e<sup>−</sup> ⇌ V<sup>2+</sup>&nbsp;&nbsp;(''E''<sup>0</sup> = −0,255&nbsp;V vs. SHE).

=== Nebenreaktionen ===
Während des Ladens können – vor allem bei großen Stromdichten – an den Elektroden unerwünschte Nebenprodukte entstehen: Auf der Anode entsteht Sauerstoff (O<sub>2</sub>) oder durch Reaktion mit dem Kohlenstoff der Elektrode Kohlenstoffdioxid. An der Kathode entsteht Wasserstoff (H<sub>2</sub>).

Anode: 6 H<sub>2</sub>O ⇌ O<sub>2</sub> + 4 H<sub>3</sub>O<sup>+</sup> + 4 e<sup>−</sup>

Anode: 6 H<sub>2</sub>O + C ⇌ CO<sub>2</sub> + 4 H<sub>3</sub>O<sup>+</sup> + 4 e<sup>−</sup>

Kathode: 2 H<sub>3</sub>O<sup>+</sup> + 2 e<sup>−</sup> ⇌ H<sub>2</sub> + 2 H<sub>2</sub>O

Diese Reaktionen verringern die Effizienz der Energiespeicherung. Auch muss die Ansammlung des brennbaren Wasserstoffgases vermieden werden.

Durch Reaktion des entstehenden Sauerstoffs mit der Graphitelektrode wird diese durch Verbinden des Sauerstoffs mit dem Kohlenstoff verschlissen, man überwacht daher beim Laden die Zellspannung, um zu hohes, zum Gasen führendes Anodenpotential zu vermeiden. Dadurch kann Anodenverschleiß fast gänzlich vermieden werden und es werden sehr hohe Zyklenzahlen erreicht.<ref name="Skyllas-Kazacos2015"/>

== Betriebssicherheit ==
Vanadium-Redoxflusszellen haben insbesondere gegenüber den [[Lithium-Ionen-Akkumulator]]en eine höhere Betriebssicherheit, da der Elektrolyt aufgrund seines hohen Wasseranteils weder brennbar noch explosiv ist. In einem Test überstand eine VRFB einen absichtlich herbeigeführten Kurzschluss unbeschadet.<ref name="Whitehead2017" /> Aufgrund der Trennung zwischen den leistungsbestimmenden elektrochemischen Zellen und dem Vorratstanks, die die Kapazität bestimmen, ist immer nur ein geringer Teil des Elektrolyten in der Wandlereinheit, dem sogenannten ''Stack'', wirksam. Unter anderem für Lithium-Ionen-Zellen typische Alterungs- und Versagensmechanismen, wie die mögliche Bildung von [[Dendrit (Kristallographie)|Dendriten]],  Elektrolytmangel und thermisches Durchgehen, sind für wässrige Redoxflusszellen nicht relevant. Das Auslaufen von Elektrolyt wird mit doppelwandigen Tanks vermieden.<ref>{{Webarchiv|url=http://energy.gildemeister.com/blob/176464/1c07165a9e9d158d645ad632be2c2aa0/broschuere-cellcube-download-data.pdf |wayback=20160423022412 |text=Beispiel}} (PDF) für ein containerbasiertes System  mit doppelwandigem Tank.</ref> Üblich ist eine Überwachung der Zellspannung, um das Gasen zu vermeiden, und eine Überwachung des Elektrolyten. Beim Laden mit großen Stromdichten kann durch Wasserelektrolyse Wasserstoffgas als Nebenprodukt entstehen, was durch Strombegrenzung und Belüftung vermieden wird.

== Anwendungen ==
[[Datei:1 MW 4 MWh Turner Energy Storage Project in Pullman, WA.jpg|mini|Beispiel zweier Vanadium-Redox-Flow-Batterien in [[Pullman (Washington)]] mit einer Speicherkapazität von je 1,6 MWh]]
Die momentan erhältlichen kommerziellen Batterien werden ausschließlich stationär verwendet, z.&nbsp;B. im Bereich der [[Erneuerbare Energie|Erneuerbaren Energien]] für die Abdeckung von [[Spitzenlast]] und als Lastausgleich, außerdem bei [[unterbrechungsfreie Stromversorgung|Unterbrechungsfreien Stromversorgungen]] (USV).<ref>{{Literatur|Autor=M. Skyllas-Kazacos, M. H. Chakrabarti, S. A. Hajimolana, F. S. Mjalli, M. Saleem|Titel=Progress in Flow Battery Research and Development|Sammelwerk=Journal of The Electrochemical Society|Band=158|Nummer=8|Datum=2011-08-01|Seiten=R55–R79|DOI=10.1149/1.3599565}}</ref>
Mit Stand Mai 2017 sind weltweit über 40 große Vanadium-Redox-Flow-Akkumulatoren im Betrieb.<ref name="DOE" /> Davon haben 10 eine Leistung von 1 MW und mehr; 10 befinden sich in China, 5 in den USA und 5 in Japan.<ref name="DOE" /> Die meisten großen Vanadiumakkus wurden in der Nähe von [[Windpark]]s oder großen [[Photovoltaik-Freiflächenanlage]]n errichtet. Die größte derartige Batterie steht in Japan und leistet bis zu 15 MW. Auch in Deutschland sind einige Vanadium-Redox-Flow-Systeme im Einsatz, darunter drei mit Leistungen von 200 kW bis 325 kW, sowie mehrere Systeme von 10 kW (z.&nbsp;B. im [[Altes Land|Alten Land]]) oder 20 kW (z.&nbsp;B. in [[Freiberg am Neckar]]).<ref name="DOE" /> Weltweit werden auch viele kleinere Systeme betrieben.

=== Die größten Vanadium-Redox-Flow-Akkumulatoren ===
Der größte Vanadium-Redox-Flow-Akkumulator  Deutschlands mit 660 m<sup>3</sup> Tankinhalt und 2 MW Leistung und 20 MWh Energiespeicherkapazität wurde im September 2019 fertiggestellt.<ref name=":0">{{Internetquelle |url=https://www.fraunhofer.de/de/forschung/prioritaere-strategische-initiativen/batteriezellforschung/energie-im-tank.html |titel=Energie im Tank |abruf=2019-09-24 |sprache=de}}</ref><ref name="BNN" /><ref name="ICT" />

Die größte Batterie der Welt ist ebenfalls ein Vanadium-Redox-Flow-Akkumulator. Sie hat eine Spitzenleistung von 100&nbsp;MW und kann 400&nbsp;MWh Energie speichern. Sie wurde im Nordosten Chinas auf der Halbinsel bei Dalian installiert und ging im Oktober 2022 ans Netz. Sie besteht aus zehn Einheiten mit je 20&nbsp;MW und 80&nbsp;MWh. Geliefert wird sie von den Industriepartnern Rongke Power und UniEnergy Technologies (UET); die Kosten liegen bei 266 Millionen Dollar. In einer zweiten Ausbauphase ist die Verdoppelung der Kapazität geplant.<ref>[https://www.pv-magazine.com/2022/09/29/china-connects-worlds-largest-redox-flow-battery-system-to-grid/ China connects world’s largest redox flow battery system to grid – pv magazine International (pv-magazine.com)]</ref>

{| class="wikitable sortable"
|+Die leistungsstärksten Vanadium-Redoxflussbatterien in Deutschland (ab 0,2 MW) und weltweit (ab 1 MW)
!Batteriespeicherwerk
!Standort
!Leistung
[[Watt (Einheit)|MW]]
!Energie
[[Wattstunde|MWh]]
!Zeit
[[Stunde|h]]
!Inbetriebnahme
Datum
!Betreiber
!Hersteller
!Primärenergie
!Belege
|-
|Dalian Rongke Power
|{{CHN}}[[Dalian|, Dalian]], [[Liaoning]]
|100 (200)
|400 (800)
|4
|29.09.2021
|Dalian Rongke Power
|Rongke Power
|Solar und Wind
|<ref>{{Internetquelle |url=https://www.pv-magazine.com/2022/09/29/china-connects-worlds-largest-redox-flow-battery-system-to-grid/ |titel=China connects world’s largest redox flow battery system to grid |datum=2022-09-29 |sprache=en-US |abruf=2024-01-22}}</ref>
|-
|Minami Hayakita
|{{JPN}}, [[Hokkaidō]], [[Abira]]
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|60
|4
|06.01.2016
|[[Hokkaidō Denryoku|Hokkaido Electric Power (HEPCO)]]
|[[Sumitomo Denki Kōgyō|Sumitomo Electric Industries]]
|[[Photovoltaikanlage|Solar]] (111 MW<ref>{{Internetquelle|url=https://www.renewableenergyworld.com/storage/hokkaido-is-the-new-solar-capital-of-japan/ |titel=Hokkaido Is the New Solar Capital of Japan |autor=Junko Movellan |hrsg=RenewableEnergyWorld.com|werk=Featured News|datum=2014-05-01|sprache=en|abruf=2021-09-12}}</ref>)
|<ref>{{Internetquelle|url=https://www.energystorageexchange.org/projects/2043|titel=Minami Hayakita Substation Hokkaido Electric Power- Sumitomo|autor=|hrsg=Sandia Corporation, U.S. Department of Energy, Strategen Consulting LLC|werk=DOE Global Energy Storage Database|datum=2016-09-20|sprache=EN|abruf=2017-05-26|archiv-url=https://web.archive.org/web/20171109191528/https://www.energystorageexchange.org/projects/2043|archiv-datum=2017-11-09}}</ref><ref>{{Internetquelle|url=http://techon.nikkeibp.co.jp/atclen/news_en/15mk/010500287/?ST=msbe|titel=60MWh Redox Flow Battery Starts Operations to Deal With Renewable Energy - News - Solar Power Plant Business|autor=Kenji Kaneko|hrsg=Nikkei Business Publications|werk=Solar Power Plant Business, News|datum=2016-01-05|sprache=en|abruf=2017-05-26}}</ref>
|-
|GuoDian LongYuan
|{{CHN}}, [[Liaoning]]
|5
|10
|2
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|Longyuan Power
|Rongke Power
|[[Windkraftanlage|Wind]] (Windpark Woniushi)
|<ref>{{Internetquelle|url=http://www.rongkepower.com/Product/show/catid/181/id/184/lang/de.html|titel=Projekt für Windpark-Energiespeicherung Guodian Longyuan Woniushi|autor=|hrsg=Rongke Power|werk=Markt und Anwendung, Integration erneuerbarer Energie |abruf=2017-05-26}}</ref><ref>{{Internetquelle|url=http://energystorage-journal.com:81/EN/abstract/abstract127.shtml|titel=The world's largest all-vanadium redox flow battery energy storage system for a wind farm|autor=Zonghao Liu, Huamin Zhang, Sujun Gao, Xiangkun Ma, Yufeng Liu|hrsg=Energy Storage Science and Technology|werk=|datum=2014|sprache=en|abruf=2017-05-26}}</ref><ref>{{Internetquelle|url=https://www.energystorageexchange.org/projects/1624|titel=GuoDian LongYuan Wind Farm VFB|autor=|hrsg=Sandia Corporation, U.S. Department of Energy, Strategen Consulting LLC|werk=DOE Global Energy Storage Database|datum=2016-05-26|sprache=en|abruf=2017-05-26}}</ref>
|-
|Tomamae
|{{JPN}}, [[Hokkaidō|Hokkaido]], [[Tomamae (Hokkaidō)|Tomamae]]
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|01.01.2005
|[[Hokkaidō Denryoku|Hokkaido Electric Power (HEPCO)]]
|[[Sumitomo Denki Kōgyō|Sumitomo Electric Industries]]
|[[Windkraftanlage|Wind]] 30,6 MW
|<ref>{{Internetquelle|url=https://www.energystorageexchange.org/projects/599|titel=Tomamae Wind Farm|autor=|hrsg=Sandia Corporation, U.S. Department of Energy, Strategen Consulting LLC|werk=DOE Global Energy Storage Database|datum=2014-08-06|sprache=en|abruf=2017-05-26}}</ref>
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|[[Sumitomo Denki Kōgyō|Sumitomo Electric Industries]]
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|<ref>{{Internetquelle|url=https://www.energystorageexchange.org/projects/383|titel=Sumitomo Densetsu Office|autor=|hrsg=Sandia Corporation, U.S. Department of Energy, Strategen Consulting LLC|werk=DOE Global Energy Storage Database|datum=2013-06-23|sprache=en|abruf=2017-05-26}}</ref>
|-
|Zhangbei National V
|{{CHN}}, [[Hebei]], [[Zhangbei]]
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|01.12.2011
|[[State Grid Corporation|State Grid Corporation of China (SGCC)]]
|Prudent Energy
|[[Windkraftanlage|Wind]] (100 MW) und [[Photovoltaikanlage|Solar]] (40 MW)<ref>{{Webarchiv|url=http://www.cleanenergyministerial.org/Portals/2/pdfs/CEM5-RT-EnergyStorage-Pres.pdf |wayback=20160803100515 |text=Clean Energy Ministerial - Energy Storage System: Challenges and Opportunities}}, 12. Mai 2014 (PDF)</ref>
|<ref>{{Internetquelle|url=https://www.energystorageexchange.org/projects/159|titel=Zhangbei National Wind and Solar Energy Storage and Transmission Demonstration Project (V)|autor=|hrsg=Sandia Corporation, U.S. Department of Energy, Strategen Consulting LLC|werk=DOE Global Energy Storage Database|datum=2016-05-26|sprache=en|abruf=2017-05-26}}</ref><ref>{{Internetquelle|url=http://www.marketwired.com/press-release/sparton-resources-inc-special-shareholder-meeting-results-november-3-2016-tsx-venture-sri-2173203.htm|titel=Sparton Resources Inc.: Special Shareholder Meeting Results November 3, 2016|autor=A. Lee Barker|hrsg=Marketwired/Sparton Resources Inc.|werk=News Room|datum=2016-11-07|sprache=en|abruf=2017-05-26}}</ref>
|-
|Everett
|{{USA}}, [[Washington (Bundesstaat)|Washington]], [[Everett (Washington)|Everett]]
|2
|8
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|28.03.2017
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|[[UniEnergy Technologies]]
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|<ref>{{Internetquelle|url=https://arstechnica.com/business/2017/04/washington-states-new-8-megawatt-hour-flow-battery-is-the-largest-of-its-kind |titel=Washington state’s new 8 megawatt-hour flow battery is the largest of its kind |autor=Megan Geuss |hrsg=Ars Technica, WIRED Media Group |werk=Biz&IT |datum=2017-04-06|sprache=en|abruf=2017-05-26}}</ref>
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|San Diego
|{{USA}}, [[Kalifornien]], [[San Diego]]
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|San Diego Gas and Electric (SDG&E)
|[[Sumitomo Denki Kōgyō|Sumitomo Electric]] (SEI)
|
|<ref>{{Internetquelle|url=https://www.energy-storage.news/news/sdge-and-sumitomo-unveil-largest-vanadium-redox-flow-battery-in-the-us |titel=SDG&E and Sumitomo unveil largest vanadium redox flow battery in the US |autor=Tom Kenning |hrsg=Solar Media Limited |werk=Energy Storage News |datum=2017-03-17 |sprache=en |abruf=2017-06-17}}</ref><ref>{{Internetquelle|url=http://global-sei.com/company/press/2017/03/prs025.html |titel=Sumitomo Electric Starts Demonstration of Storage Battery System for Power Grid in California |autor= |hrsg=Sumitomo Electric Industries, Ltd. |werk=Company Information > Press Release  |datum=2017-03-17 |sprache=en |abruf=2017-06-17}}</ref>
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|Tottori Sanyo Electric
|{{JPN}}, [[Präfektur Tottori]], [[Tottori]]
|1,5
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|[[Sumitomo Denki Kōgyō|Sumitomo Electric Industries]]
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|<ref>{{Internetquelle |url=https://www.ceic.unsw.edu.au/centers/vrb/about-us/history-of-vanadium-redox-battery.html |titel=History of Vanadium Redox Battery |hrsg=University of New South Wales |werk=Vanadium Redox Battery |sprache=en |abruf=2017-06-04 |archiv-url=https://web.archive.org/web/20170310192326/http://www.ceic.unsw.edu.au/centers/vrb/about-us/history-of-vanadium-redox-battery.html |archiv-datum=2017-03-10offl}}</ref><ref>{{Internetquelle|url=http://thefraserdomain.typepad.com/energy/2006/01/vandium_reflux_.html |titel=Vanadium Redox Flow Batteries |hrsg= |werk=The Energy Blog |datum=2006-01-21 |sprache=en |abruf=2017-06-04}}</ref><ref>{{Internetquelle|url=https://theartofservicelab.s3.amazonaws.com/All%20Toolkits/The%20Storage%20Technologies%20Toolkit/Act%20-%20Recommended%20Reading/Review%20Of%20Electrical%20Energy%20Storage%20Technologies%20And%20Systems%20And%20Of%20Their%20Potential%20For%20The%20Uk.pdf |titel=4.1 Vanadium Redox Battery, Sumitomo Electric Industries Ltd. |hrsg=DTI Technology Programme, Future Energy Solutions, EA Technolog|werk=Review of Electrical Energy Storage Technologies and Systems and of their Potential for the UK |datum=2006-01-21 |sprache=en |abruf=2017-06-04}}</ref>
|-
|Yokohama
|{{JPN}}, [[Präfektur Kanagawa|Kanagawa]], [[Yokohama]]
|1
|5
|5
|24.07.2012
|
|[[Sumitomo Denki Kōgyō|Sumitomo Electric Industries]]
|[[Photovoltaikanlage|Solar]] 0,2 MW
|<ref>{{Internetquelle|url=http://global-sei.com/news/press/12/prs046_s.html |titel=Demonstrating Megawatt-Class Power Generation/Storage System at Yokohama Works |hrsg=Sumitomo Electric Industries, Ltd.|werk=Press Release > 2012 |datum=2012-04-17|sprache=en|abruf=2017-05-26}}</ref>
|-
|Avista Pullman
|{{USA}}, [[Washington (Bundesstaat)|Washington]], [[Pullman (Washington)|Pullman]]
|1
|3,2
|3,2
|17.06.2015
|Avista
|[[UniEnergy Technologies]]
|
|<ref>{{Internetquelle|url=https://www.greentechmedia.com/articles/read/Largest-Capacity-Flow-Battery-in-North-America-and-EU-is-Online-and-Commiss |titel=Largest Capacity Flow Battery in North America and EU Is On-Line and Commissioned |autor=Eric Wesoff, Jeff St. John |hrsg=Greentech Media |werk=Biz&IT |datum=2015-06-19|sprache=en|abruf=2017-05-26}}</ref>
|-
|Braderup
|{{DEU}}, [[Schleswig-Holstein]], [[Braderup]]
|0,325
|1
|3
|15.09.2014
|Energiespeicher Nord
|Vanadis Power (Rongke Power)
|[[Windkraftanlage|Wind]] (19,8 MW, Bürgerwindpark)
|<ref>{{Literatur|Titel=Vanadis Power liefert Batteriespeicher für Hybridsystem|Datum=2017-04-03|Online=http://www.energieregion.de/en/infothek/artikel/vanadis-power-liefert-batteriespeicher-fuer-hybridsystem.html|Abruf=2017-05-26}}</ref><ref>{{Literatur|Autor=IWR|Titel=Bürgerwindpark setzt Europas größte Megawatt-Hybridbatterie ein|Sammelwerk=IWR|Online=http://www.iwr.de/news.php?id=26658|Abruf=2017-05-26}}</ref>
|-
|Bielefeld
|{{DEU}}, [[Nordrhein-Westfalen]], [[Bielefeld]]
|0,26
|0,65
|2,5
|15.09.2011
|
|[[Gildemeister Energy Solutions]]
|[[Windkraftanlage|Wind]] (1 MW)
|<ref>{{Internetquelle|url=https://www.energystorageexchange.org/projects/1629|titel=DOE Global Energy Storage Database|abruf=2017-05-26}}</ref>
|-
|Pellworm
|{{DEU}}, [[Schleswig-Holstein]], [[Pellworm]]
|0,2
|1,6
|8
|09.09.2013
|
|[[Gildemeister Energy Solutions]]
|[[Windkraftanlage|Wind]] 0,3 MW und [[Photovoltaikanlage|Solar]] 0,77 MW ([[Hybridkraftwerk Pellworm]])
|<ref>{{Internetquelle|url=http://energy.gildemeister.com/en/company/news/pellworm-cellcube-installation/261096|titel=The use of efficient storage systems on the Island of Pellworm|sprache=en|abruf=2017-05-26|archiv-url=https://web.archive.org/web/20170515022711/http://energy.gildemeister.com/en/company/news/pellworm-cellcube-installation/261096|archiv-datum=2017-05-15}}</ref>
|-
|RedoxWind Pfinztal
|{{DEU}}, [[Baden-Württemberg]], [[Pfinztal]]
|2
|20
|10
|??.09.2019
|[[Fraunhofer-Institut für Chemische Technologie]]
|[[Fraunhofer-Institut für Chemische Technologie]]
|[[Windkraftanlage|Wind]] (2 MW)
|<ref name=":0" /><ref name="BNN" /><ref name="ICT" />
|}

=== Eignung zum Einsatz in Fahrzeugen ===
Die [[Energiedichte]] pro Masse der Vanadium-Redox-Flow-Batterie ist für Batterien mit 90&nbsp;kW und mehr höher als die einer Bleibatterie.<ref name="Cunha2015" /> Man kann sie jedoch durch Austausch der Elektrolyte schnell wieder aufladen, beispielsweise an speziellen Tankstellen.<ref name="Cunha2015" /> Daher wurde die VRFB eine Zeit lang als Energiespeicher für [[Elektroauto]]s diskutiert. 1994 wurde ein [[Golfmobil]] in Sydney mit einer VRFB ausgestattet.<ref>{{Internetquelle |url=http://www.batteriesinternational.com/battery-pioneers-maria-skyllas-kazacos/ |titel=Battery Pioneers: Maria Skyllas-Kazacos |werk= |hrsg=Batteries International |datum=2016-09-22 |abruf=2017-05-29}}</ref> Für leistungsstarke Elektroautos ist die VRFB jedoch keine Option. Auch die volumetrische Energiedichte der VRFB ist zu klein, d.&nbsp;h. sie bräuchte in einem Fahrzeug viel Platz.<ref name="Cunha2015" /> Außerdem wird die VRFB von [[Lithiumionenakkumulator]]en hinsichtlich volumen- und massebezogener Energiedichte weit übertroffen<ref name="Cunha2015" />, auch der Wirkungsgrad ist niedriger als derjenige von Lithiumionenakkus.

== Forschung und Entwicklung ==
Erforscht werden kostengünstige Membranen<ref name="Zhang2013" /> als Alternative zu [[Nafion]] und hochkonzentrierte, über weite Temperaturbereiche stabile Elektrolyte.<ref name="Li2011" /> Auch werden Katalysatoren zur Erhöhung der [[Butler-Volmer-Gleichung|Austauschstromdichte]] und damit zur Effizienzsteigerung entwickelt.

== Weblinks ==
{{Commonscat|Vanadium redox batteries|Vanadium-Redox-Akkumulator}}
* [http://www.vrb.unsw.edu.au/ Seite der University of New South Wales zum Vanadium-Redox-Akkumulator] (engl.)
* [http://www.ict.fraunhofer.de/de/komp/ae/rfb.html Forschung am Fraunhofer-Institut für Chemische Technologie ICT]

== Einzelnachweise ==
<references>
<ref name="Tübke">{{Internetquelle |autor=Jens Tübke, Peter Fischer, Jens Noack |url= http://www.energie-und-chemie.de/fileadmin/downloads/Service_und_Informationen/Presse_OEffentlichkeitsarbeit/Sonstige/Presentation_TAK-ENERGIE__2014-03-27_Tuebke_FhG_ICT.pdf |titel=Redox-Flow-Batterien als stationäre Energiespeicher – Stand und Perspektiven |abruf=2017-05-26}}</ref>
<ref name="DOE">{{Internetquelle|url=https://www.energystorageexchange.org/projects |titel=DOE Global Energy Storage Database |hrsg=Sandia Corporation, U.S. Department of Energy, Strategen Consulting LLC |werk=DOE Global Energy Storage Database |datum=2016-05-26|sprache=en |abruf=2017-05-26| kommentar=Diese Datenbank des DOE erfasst die meisten größeren Energiespeicher.}}</ref>
<ref name="carm1">{{Internetquelle | url = http://www.carmen-ev.de/sonne-wind-co/stromspeicher/batterien/315-akkutypen/650-redox-flow-batterien | titel = Redox-Flow-Batterien | abruf = 2014-07-27 | archiv-url = https://web.archive.org/web/20140809165046/http://www.carmen-ev.de/sonne-wind-co/stromspeicher/batterien/315-akkutypen/650-redox-flow-batterien | archiv-datum = 2014-08-09 | offline = ja }}</ref>
<ref name="BNN">{{Internetquelle|url=https://bnn.de/lokales/bretten/der-rotor-steht-noch-still|titel=Der Rotor steht noch still|abruf=2017-05-26|archiv-url=https://web.archive.org/web/20200217120151/https://bnn.de/lokales/bretten/der-rotor-steht-noch-still|archiv-datum=2020-02-17|offline=ja}}</ref>
<ref name="ICT">{{Internetquelle|url=https://www.ict.fraunhofer.de/de/komp/ae/RFBWind.html |titel=Großprojekt »RedoxWind«|hrsg=Fraunhofer-Institut für Chemische Technologie |abruf=2017-05-26}}</ref>
<ref name="Cunha2015">{{Literatur|Autor=Álvaro Cunha, Jorge Martins, Nuno Rodrigues, F. P. Brito |Titel=Vanadium redox flow batteries: a technology review |TitelErg=Review |Sammelwerk=International Journal of Energy Research |Band=39 |Nummer=7 |Verlag=John Wiley & Sons|Datum=2015-06-10|Sprache=en|Seiten=889–918|DOI=10.1002/er.3260}}</ref>
<ref name="Whitehead2017">{{Literatur|Autor=A. H. Whitehead, T. J. Rabbow, M. Trampert, P. Pokorny |Titel=Critical safety features of the vanadium redox flow battery |Sammelwerk=Journal of Power Sources |Band=351 |Verlag=Elsevier B.V. |Datum=2017-05-31 |Seiten=1–7 |DOI=10.1016/j.jpowsour.2017.03.075 }}</ref>
<ref name="Zhang2013">{{Literatur|Autor=Hongzhang Zhang, Huamin Zhang, Fengxiang Zhang, Xianfeng Li, Yun Li|Titel=Advanced charged membranes with highly symmetric spongy structures for vanadium flow battery application|Hrsg=The Royal Society of Chemistry|Sammelwerk=[[Energy & Environmental Science]] |Band=6 |Nummer=3 |Datum=2013-02-20 |Seiten=776–781 |DOI=10.1039/c3ee24174b }}</ref>
<ref name="Li2011">{{Literatur|Autor=Liyu Li, Soowhan Kim, Wei Wang, M. Vijayakumar, Zimin Nie, B. Chen, J. Zhang, G. Xia, J. Hu, G. Graff, J. Liu, Zhenguo Yang|Titel=A Stable Vanadium Redox-Flow Battery with High Energy Density for Large-Scale Energy Storage|Sammelwerk=[[Advanced Energy Materials]] |Band=1 |Nummer=3 |Verlag=Wiley-VCH |Datum=2011-05-01|Seiten=394–400|DOI=10.1002/aenm.201100008 }}</ref>
</references>

{{Navigationsleiste Galvanische Zellen}}

[[Kategorie:Akkumulator]]
[[Kategorie:Vanadium]]