Entwicklung und Gestaltung von neuartigen Redox-Flow-Batterie Zell- und Zellstapelkonzepten

Abstract

Die Technologie des 3D-Drucks mittels Schmelzschichtung (Fused Deposition Modeling, FDM) ermöglicht alternative Herstellungsansätze für Zellen und Zellstapel von All-Vanadium Redox-Flow-Batterien (VRFB). Durch die Kombination elektrisch leitfähiger und nichtleitfähiger Polymere im 3D-Druck konnte die Herstellung eines stoffschlüssigen und fluiddichten Verbundes aus einer Bipolarplatte und einem Halbzellenrahmen getestet werden. Eine grundsätzliche Eignung zur Umsetzung von elektrischer Leistung mit einer derartig aufgebauten Zelle konnte experimentell nachgewiesen werden. Des Weiteren wurde mittels 3D-Druck die Herstellung einer veschlossenen Einheit aus allen funktionellen Komponenten einer VRFB-Zelle erprobt. Das Herstellprinzip beruhte auf einem sukzessiven Druckvorgang im Wechselspiel mit dem manuellen Einbringen nicht zu druckender Komponenten. Die somit hergestellten Zellen bestätigten das Potenzial für einen minimierten Montageaufwand im Vergleich zu einem konventionellen Zellaufbau.