REDOXFLOWBATTERIE

Zukunftsweisende Langzeit-Energiespeicherung

Ein kompaktes, zylindrisches Energiespeichersystem mit umweltfreundlichem Elektrolyten – entwickelt für eine stabile Energieversorgung, hohe Leistungsdichte, wirtschaftliche Fertigung und minimale Betriebskosten.

Erneuerbare Energien sind heute die kostengünstigste Form der Stromerzeugung – ihre Verfügbarkeit ist jedoch naturgemäß schwankend. Solaranlagen erzeugen nur dann Strom, wenn die Sonne scheint, und Windkraftanlagen liefern Energie nur bei ausreichendem Wind. Ohne zuverlässige Energiespeicher im großen Maßstab geht überschüssige erneuerbare Energie verloren, Stromnetze geraten unter Druck und fossile Reservekraftwerke bleiben weiterhin erforderlich.

Europa benötigt daher dringend eine sichere, kosteneffiziente und hochskalierbare Lösung für die Langzeitspeicherung von Energie, um die Energiewende erfolgreich abzuschließen.

German Innovation for Europe's Energy Future

Übersicht Einsatzgebiete

Langzeit-Energiespeicherung im Versorgungsnetz:

Speicherung überschüssiger Energie aus Solar- und Windkraft über Stunden oder Tage.
Netzstabilisierung:

Bereitstellung zuverlässiger Grundlast sowie Abdeckung von Lastspitzen (Peak Shaving).
Industrielle Microgrids

Gewährleistung von Energieunabhängigkeit und Versorgungssicherheit für Produktionsstandorte und Industrieanlagen.
Notstromversorgung:

Zuverlässige, langfristige Backup-Stromversorgung für kritische Infrastrukturen wie Rechenzentren und Krankenhäuser.
Insel- und Off-Grid-Systeme:

Energiespeicher für autarke Versorgungslösungen in abgelegenen Regionen oder isolierten Anlagen.

Innovative Zelltechnologie + skalierbare Systemarchitektur = Langzeit-Energiespeicherung von morgen

Innovatives Leichtbaukonzept

Die SW-RFB ersetzt schwere Graphitplatten durch dünne leitfähige Folien. Gewicht und Materialkosten werden gesenkt und eine effiziente Serienfertigung wird ermöglicht.

Basierend auf industriell bewährten Spiralwickel- und Vergusstechnologien der Spiraltec.

Sichere und langlebige Systemarchitektur

Hermetische Vergusstechnologie statt Dichtungen

Leckagefreie und wartungsarme Konstruktion

Betriebsdauer von über 20 Jahren ohne nennenswerten Kapazitätsverlust

Nachhaltige & ressourcenschonend

Vanadiumfreier Elektrolyt

Vollständig recycelbarer Elektrolyt

Verzicht auf Lithium, Kobalt, Nickel und andere kritische Rohstoffe

Skalierbare Energiespeicherung

Unabhängige Skalierung von Leistung und Speicherkapazität

Flexibles Design: Einfache Erweiterung der Kapazität durch zusätzliche Elektrolytspeicher

Ideal für Langzeit-Energiespeicherung

Die SW-RFB von Spiraltec ist mehr als nur eine Batterie – sie ist eine Plattform für eine zuverlässige und großskalige Nutzung erneuerbarer Energien. Durch die Kombination aus sicherer Elektrolytchemie, kosteneffizienten Materialien, einer skalierbaren modularen Systemarchitektur und einer langen Lebensdauer bietet die Technologie einen realistischen Weg zu wirtschaftlicher Langzeit-Energiespeicherung für Europa und erneuerbare Energiesysteme weltweit.

Die Herausforderung: Grenzen heutiger Energiespeichertechnologien

1. Lithium-Ionen- und Natrium-Ionen-Batterien: Herausforderungen bei Sicherheit und Nachhaltigkeit

Lithium-Ionen-Batterien (Li-Ionen) dominieren derzeit den Markt für Kurzzeit-Energiespeicher, während Natrium-Ionen-Batterien (Na-Ionen) zunehmend an Bedeutung gewinnen. Beide Technologien stehen jedoch beim Einsatz als Energiespeicher im großen Maßstab vor erheblichen Herausforderungen:

• Brand- und Sicherheitsrisiken: Sowohl Lithium-Ionen- als auch Natrium-Ionen-Batterien können von einem thermischen Durchgehen („Thermal Runaway“) betroffen sein. Im Brandfall sind sie nur schwer zu löschen und können hochgiftige und korrosive Gase freisetzen, darunter Fluorwasserstoff (HF).

Aus diesem Grund erfordern großtechnische Energiespeichersysteme aufwendige Überwachungs-, Steuerungs- und Brandschutzsysteme.

• Kritische Rohstoffe: Lithium-Ionen-Batterien sind auf kritische Rohstoffe wie Lithium, Kobalt und Nickel angewiesen, von denen viele unter schwierigen oder ethisch problematischen Bedingungen gewonnen werden.

• Begrenzte Lebensdauer: Mit jedem Lade- und Entladezyklus nimmt die verfügbare Speicherkapazität schrittweise ab.

2. Konventionelle Vanadium-Redox-Flow-Batterien (VRFB)

Klassische Redox-Flow-Batterien lösen zwar die Sicherheits- und Lebensdauerprobleme anderer Batterietechnologien, bringen jedoch eigene Nachteile mit sich:

• Schwer und kostenintensiv: Herkömmliche VRFBs basieren auf massiven Graphit-Bipolarplatten und schweren Verspannrahmen (Plate-and-Frame-Design).

Diese Komponenten machen einen erheblichen Anteil von Gewicht und Volumen aus und erschweren Fertigung, Transport und Installation. Für großskalige Energiespeicher sind daher entsprechend große und kostenintensive Gebäude erforderlich.

• Rohstoffknappheit und geopolitische Abhängigkeit: Vanadium ist ein kritischer und kostenintensiver Rohstoff mit stark schwankenden Marktpreisen. Zudem ist die Lieferkette geopolitisch stark konzentriert – rund 90 % der weltweiten Produktion stammen aus China, Russland und Südafrika.

• Leckagerisiko: Herkömmliche Dichtungssysteme sind anfällig für Undichtigkeiten. Austretender Vanadium-Elektrolyt ist hochtoxisch und stark korrosiv und stellt dadurch ein erhebliches Sicherheits- und Umweltrisiko dar.

VORTEILE EINER RFB

Die Spiraltec GmbH hat die Spiralwickel- Redox Flow Battery (SW-RFB) entwickelt — ein Energiespeichersystem der nächsten Generation, geschützt durch das europäische Patent EP 3 900 095 B1.

Statt wie konventionelle Flow-Batterien Hunderte gestapelter Graphitplatten zu verwenden, nutzt die SW-RFB ein kompaktes, spiralförmig gewickeltes zylindrisches Design, basierend auf der bewährten industriellen Wickeltechnologie von Spiraltec.

Leichtes Elektroden-Design

• Verwendung dünner, graphitbeschichteter Kupferfolien • Deutlich geringeres Gewicht und reduzierte Materialkosten

Dauerhafte hermetische Versiegelung

• Vergussharz erzeugt eine wartungsfreie Abdichtung

• Verhindert Leckagen und langfristige mechanische Schäden

Vanadium freies Elektrolyt

• entwickelt gemeinsam mit Allegro Energy

• nicht gefährliche und nicht aggressive Chemie

• kompatibel mit kostengünstigen Materialien

Die SW-RFB ist speziell für großskalige, langfristige Energiespeicherung im Versorgungsnetz entwickelt.

• lange Lebensdauer

• kein Lithium, Kobalt oder Vanadium

• kein Risiko von thermischem Durchgehen oder Feuer

• minimale Degradation über die Zeit

• vollständig modular und bis in den Gigawattbereich skalierbar

• geringer Wartungsaufwand

• recycelbar und umweltfreundlich

Im Gegensatz zu Lithium-Ionen-Batterien trennt die SW-RFB Energieinhalt und Leistungsabgabe. Das bedeutet: Die Speicherdauer kann einfach durch die Zugabe von mehr Elektrolyt erhöht werden — ohne das Batteriesystem neu zu entwerfen.

Zusammenarbeit

Bentsian Elkin (Entwicklungsingenieur)

Möchten Sie unsere Redoxflowbatterie in Ihrem Unternehmen testen oder das Produkt gemeinsam mit uns weiterentwickeln? Wir freuen uns darauf, Ihre Anforderungen kennenzulernen und gemeinsam die Möglichkeiten zu entdecken. Kontaktieren Sie uns gerne:

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