Hallo Plasm,
bei der Redox-Batterie erfolgt die Energiespeicherung durch Umwandeln eines Teils des Elektrolyten in eine Energiehaltigere Form, sodass letztlich die Energie im Elektrolyten gespeichert wird. Dadurch kann man auch durch Aufbewahren des "geladenen" Elektrolyten die Energie langfristig verlustarm speichern (mittels Pumpen und extra Tanks).
Die Membrane einer normalen Batterie dient hauptsächlich dazu, die beiden Elektroden voneinender zu trennen (sonst gibts Kurzschluss), den Elektrolyt aber durchzulassen. Die Energiespeicherung erfolgt hier durch chemische Umwandlungen an den Elektroden (z.B Blei in Bleioxyid/Bleisulfat und zurück).
Hallo!
Ich beschäftige mich auch schon seit einer Weile mit der Thematik und will versuchen, mir aus den spärlichen Infos eine Testzelle zu bauen.
Für die Kontakte der Elektroden hatte ich an feinmaschiges Edelstahlgitter gedacht:
Dieses dann von beiden Seiten für die Kathode mit Manganoxid und für die Anode mit Aktivkohle ummanteln <- Hier mein Problem- Man kann ja nicht einfach das Pulver drüber schütten?!
Wie bekommt man das Elektrodenmaterial stabil, sodass es nicht wegschwimmt?
Unter https://www.oeko.de/fileadmin/oekodoc/Foerderkriterien_PV-Batteriespeicher_EWS.pdf hatte ich was von Kunststoffbindemitteln gelesen, wahrscheinlich machen die es so?!
Ist jemand schon weiter?
LG Robert
Grüß euch!
Ich habe mich gerade extra angemeldet weil ich (inspiriert durch diesen Thread) denke eine praktikable Information gefunden habe die euch bei der Herstellung von Manganoxid-Kathoden helfen könnte.
In der veröffentlichten Dissertation von Hr. Christian Bischoff auf Seite 39: Herstellung und Charakterisierung von Zink-Ionen-Batteriezellen für stationäre Anwendungen
Zitat:
"...Ein in der Literatur hierzu verwendetes Verfahren ist es, die Partikel des Aktivmaterials mit Leitruß und einem Bindemittel zu vermischen und anschließend als dünne Schicht auf ein Ableitersubstrat per Rakeldruck abzuscheiden. Als Ableitersubstrate finden beispielsweise Edelstahl, Titanfolie und Kohlenstofffaserpapier Verwendung. Als Binder werden beispielsweise PVDF (Polyvinylidene difluourid) , LA133 (kommerzieller Binder auf Polyacrylnitril-Basis), Mischungen aus LA133 und CMC (Carboxylmethylcellulose) und Mischung aus SBR (Styrol Butadien Kautschuk, englisch styrol butadiene rubber) mit CMC verwendet. Ein funktionsfähiges Mischungsverhältnis zwischen Mangandioxid, Ruß und Binder ist dabei beispielsweise 70% Manganoxid, 20 % Ruß, 10 % Binder in Massenprozent."
"per Rakeldruck abzuscheiden" heißt nichts anderes wie .. sich ein Butterbrot zu schmieren 
Weiterhin bin ich noch über eine Arbeit aus Fernost gestolpert in der eine sehr interessante Grafik ist bei der verschiedenste Elektrodenmaterialien gegenübergestellt werden: Fig. 1 Quelle: https://pubs.rsc.org/...
Dabei ist mir aufgefallen, als Anode wird auch Fe2O3 dargestellt. Quasi Rost! -> Blechplatte verrosten lassen und reintunken in die Suppe? Solls so einfach sein? :eh:
Viele Grüße Gabriel
Hallo,
zu meinem "Butterbrot-Beitrag" von gestern habe ich noch etwas hinzuzufügen. Wichtig ist in der verlinkten Dissertation Abschnitt 4.2.1 zu lesen. Dort wird sehr genau beschrieben von welcher Quelle die Zutaten stammen und wie genau das verarbeitet werden muss. Sogar die Maschinen werden beschrieben.
Um sich mal ein Bild davon zu machen, hier Videos der verwendeten Apparate in Aktion:
1. Zutaten vermischen:
2. Dispergieren im Dreiwalzwerk:
3. Abscheiden/Rakeln mit dem Filmziehgerät:
Ich bin kein Chemiker, von dem her ist die Existenz dieser Apparate für mich völliges Neuland. Ich kann mir aber gut vorstellen dass man im privaten Maßstab das für erste Versuche etwas einfacher gestalten kann. Vielleicht hat einer der hier anwesenden Chemiker schon Erfahrungen mit dem Dreiwalzwerk gemacht? Wird ja auch schon lange zur Farb- und Pastenherstellung verwendet.
VG Gabriel
Hallo Gemeinde,
bezüglich der Salzwasserbatterie.
Es gibt einen Chemiker in England Robert Murray Smith der Supercaps selber herstellt.
Das mit der Batterie und dem Salzwasser ist nicht so einfach, denn die Energie wird ja sozusagen im Salzwasser gespeichert und hierbei ist wichtig das die Selbstentladung so gering wie möglich ist.
Den Cup hab ich nachgebaut ( ist mit Graphenelektroden ) und .....ladbar ist er aber er hält die Spannung nicht, sprich nach ein paar Minuten ist er wieder down. Das Selbe kann ich mir vorstellen bei der Batterie.
Die Salzmenge die gelöst wird spielt auch eine Rolle.
Hab das Ganze mal auf 2:1 raufgetestet ( Wasser:Salz) die Leistung und Speicherung haben sich nicht verbessert.
Was wichtig zu sein scheint ist das der Druck zwischen den Platten ( Elektroden) und dem Seperator so hoch wie möglich ist.
Gerade gefunden:
Na3v2 (po4) 3 Kathodenmaterial für Natrium-Ionen Akku mit hoher Dichte
https://www.ebay.de/itm/384483865228
Und hier ist die Abhandlung dazu:
https://onlinelibrary.wiley.com/doi/abs/10.1002/aenm.201100655
https://pubs.acs.org/doi/pdf/10.1021/acs.chemmater.7b04743
Lese mich die nächsten Wochen einmal in diesen Beitrag und das Thema ein, da ich der Meinung bin das es ökologisch bessere und einfachere Speichermöglichkeiten geben muss als Lithium-Batterien oder ähnliches.
Mir ist dabei egal das der Akku groß wie ein, zwei oder 3 Schränke sein muss wenn er das tut was er soll.
Statt 1m² Batterie, darf es gerne 4-5m² sein wenn ich mich damit weitestgehend autark machen kann.
Bin Konstrukteur Sondermaschinenbau und besitze ein BKW, E-Auto soll Ende nächstes Jahr folgen.
Wäre schön wenn ich über Tag speichern kann was ich abends für Haus und Auto benötige. :angel:
Hallo,
zum Thema "Wie stelle ich die Elektroden her?":
Der Begriff "Aufrakeln" kommt aus dem Siebdruck - das Ding, mit dem man die Farbe über das Sieb zieht, heißt Rakel. Der Vorteil des Rakelns gegenüber der Butterbrotmethode ist, dass man das Minimum an Material verbraucht und der Auftrag sehr gleichmäßig ist. Schneller ist es wahrscheinlich auch. Hier ein Einsteiger-Set, das für den Zweck genügen sollte:
https://www.siebdruckland.de/DIY-Siebdruckset-Mini
Und ob man zum Mahlen eine teure Dreiwalzenmühle braucht, weiß ich auch nicht, denn die Chinesen sprechen im Intro von "ball milling", und das bedeutet auf DIY-isch, dass man das Mahlgut zusammen mit Stahlkugeln (wie die in einem Kugellager) in einen wasserdichten Behälter tut und ein paar Mal in der Waschmaschine mitlaufen lässt.
Und die Verpackungsmethode von dem Engländer mit dem Vorkriegs-Vakuumierer finde ich wirklich sehr charmant. Aber warum funktioniert es nicht? Gibt es dazu neue Erkentnisse?
Manganoxid heißt übrigens auf deutsch Braunstein, und damit wurden die ersten Akkus gebaut...
Nachtrag zu "warum funktioniert's nicht?":
Zitat aus https://www.eon.de/de/eonerleben/solarspeicher-alternative--batterie-aus-salz-und-wasser.html
"Die geringe Spannung ist für stationäre Stromspeicher nicht essenziell, da das Gewicht nicht entscheidend ist und beispielsweise im Keller genügend Platz besteht – anders als im Auto. Kühnel und sein Kollege David Reber haben nun einen Weg gefunden, wie sich das Problem lösen lässt: Das salzhaltige Elektrolyt für die Salzwasserbatterie muss zwar flüssig sein, aber zugleich so hoch konzentriert, dass darin kein überschüssiges Wasser enthalten ist.
Für ihre Versuche benutzten die beiden Forscher ein Spezialsalz aus Natrium. Genauer: Natrium-Bis(fluorosulfonyl)imid. Dieses Salz löst sich sehr schnell in Wasser auf. Hierbei besteht das verwendete Verhältnis aus sieben Gramm Salz und einem Gramm Wasser. Die entstehende klare Salzlösung erreicht so bis zu 2,6 Volt und bleibt trotzdem elektrochemisch stabil. Die Entdeckung könnte der Schlüssel sein, um zeitnah preisgünstige und sichere Batteriezellen herzustellen. Dabei kosten Salzwasserbatterien nur wenig, da sie dank ihres ungefährlichen Inhalts kein aufwendiges Batteriemanagement benötigen."
Vielleicht ist der Weg also nicht, das Elektrolyt weiter zu verwässern, sondern eher zu entwässern?
Der Teufel steckt meistens im Detail, und ich bin erstmal skeptisch, dass wir hier ein dauerhaft funktionierendes DIY Zelldesign entwickeln.
Insgesamt finde ich das Thema auch interessant, ein evtl. interessanter Artikel aber mit paywall:
https://www.nature.com/articles/nature15746
Finde das Thema mit dem Salzwasser Akku auch interessant.
Für die Anode und Katode sollten für den Anfang vielleicht einfache Materialien gewählt werden für erste Tests. Das versalzen der Suppe habe ich auch schon woanders gehört.
Hier ist ein kleines Raspberry PI Projekt wo für die Anode und Katode einfach nur Bleichstiftminen mit Taschentüchern umwickelt.
https://www.raspberry-pi-geek.de/ausgaben/rpg/2021/08/salzwasser-akku-selbst-gebaut/
Da es in dem Projekt hauptsächlich um die PI Programmierung und die Elektronik darum geht wird hier nicht so viel auf die Chemie drauf eingegangen.
Ein Elektrodenmaterial das sich am Besten aufrollen lässt (dünnes Blecht) könnte es einfach machen das ganze erst mal in ein einfaches Glas mit Deckel zu packen. Alternativ auch dünne Blechplatten zum Stapel vielleicht.
Man muss halt aufpassen das man auch einen Akku und keinen Elektrolyseur baut.
Hat den schon einer bei den Elektroden was erreichen können?
...
Es gibt einen Chemiker in England Robert Murray Smith der Supercaps selber herstellt....hierbei ist wichtig das die Selbstentladung so gering wie möglich ist.
...
In dem Video geht es ihm glaub nicht wirklich um Effizienz sondern nur um die einfachste Möglichkeit darzustellen.
einen perfekten Seperator im Hobbybereich zu finden ist sicher hierfür die höchste Herausforderung. ABER...
Können wir uns andere Effekte ggf. nütlich machen?
Die Idee alte Öltanks zu verwenden... Sorry, wäre genial 😉
Spinne das mal weiter. Ich stelle mir einen "Ladereaktor" vor in dem Strom zugeführt werden muss. Jetzt wird sicherlich das Elektrolyt sich verändern, auf eine Seite wandern Elektronen hin / bzw. weg. Wenn ich nun idealerweise durch Eigenschaften der geladenen Seite / entladenden Seite die Flüssigkeit in einem Tank zirkulieren lassen könnte, würde man die Selbstentladung mittels Ventil minimieren können.
Leider bin ich kein Chemiker, so dass ich die möglichen Eigenschaften der möglichen Elektrolyte geladen / Ungeladen kenne... ggf. könnte man Wärme nutzen, ähnlich einem Dutchtub https://weltevree.eu/de/blog/Wie-funktioniert-der-naturliche-Zirkulation-des-Dutchtub-Original
dann hätte man entsprechend der benötigten Spannung mehrere Einspeise / Entnahme Reaktoren aber nur zwei große Tanks. Einen für das + geladenen und einen für das - geladene Elektrolyt.
Ist das Volumen im Reaktor sehr gering , sollte die Selbstentladung zu vernachlässigen sein.
Gibt wahrscheinlich 1000 Gründe, warum das nicht klappen kann, aber wäre dennoch genial, wenn doch 😛
Hallo Allerseits!
Endlich finde ich mal etwas zu Redox Flow. Ich habe schon viel davon gehört, aber noch nie von etwas konkretem. Und den Ansatz von XXXX finde ich genau richtig: Kann man das nicht selber bauen?
Nun habe ich noch etwas anderes gefunden: Ein Video vom Fraunhofer Institut:
.
Und ohne direkten Verweis aber einfach durch googeln die Firma https://www.volterion.com . Leider wird auch dort nur "gelabert", von konkreten Produkten ist keine Rede. Aber ich habe denen eine Anfrage geschrieben und werde hier berichten, was dabei heraus kommt.
VG Markus
Neuste Erkenntnisse: Die Firma https://www.prolux-solutions.com/ verkauft Redox-Flow Batterien. Alle Informationen auf deren Website. Günstig ist das aber nicht...
Die Technologie ist schon interessant, doch finde ich, sind auf der Seite relativ wenig Infos zu finden.
Gibt es für die Batterie schon einen Preis?
Setup:
6,72kWp Viessmann 320 Wp Vitovolt Module mit SMA Tripower 6.0
28,045 kWp JAsolar 395 Wp Full Black mit SMA Tripower 8.0, Tripower 10.0 und Sunnyboy 3.6 und Victron MPPT 150/35
Victron Multiplus 2 48/5000 mit Venus OS auf Raspi und 3x Pylontech US3000C (10,5kWh)
Das ganze versuche ich -->> hier <<-- zu dokumentieren