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Batterien sind zwar die häufigste Form der Energiespeicherung im Alltag und werden in Telefonen, Tablets, Uhren, Fernbedienungen und vielen anderen Haushaltsgegenständen verwendet, aber sie sind nicht die einzige Art von Energiespeicher. Jeder Typ ist für unterschiedliche Anwendungen geeignet. Hier sind 3 verschiedene Arten von Energiespeichern und ihre unterschiedlichen Einsatzmöglichkeiten.
Batterien
Batterien sind elektrochemische Geräte, die durch chemische Reaktionen Strom erzeugen. In Verbindung mit einem externen Stromkreis fließen die Elektronen innerhalb der Batterie von einer Elektrode zur anderen und erzeugen so einen elektrischen Strom, der die Last versorgt. Bestimmte Materialkombinationen reagieren nicht auf die gleiche Weise, und jede Chemie kann unterschiedliche Energiemengen speichern und in verschiedenen Spannungsbereichen arbeiten. Am häufigsten werden heutzutage Lithium-Ionen-Batterien verwendet, die sich durch ihre hohe Kapazität, Stabilität, geringe Selbstentladung und relativ geringen Wartungsbedarf auszeichnen. Lithium-Ionen-Batterien können auch viele Male aufgeladen und entladen werden, ohne dass ihre Integrität und Sicherheit beeinträchtigt wird. Alkalibatterien sind eine weitere gängige Batteriechemie, die für Fernbedienungen, Taschenlampen, Spielzeug und viele andere Gegenstände verwendet wird. Blei-Säure-Batterien werden in Autos zum Starten des Motors verwendet.
In smaller applications, batteries are quite favorable; phones, tablets and other portable devices can last for a day before needing to be recharged. However, when it comes to larger applications such as Elektrofahrzeuge or grid storage, their capacity still falls short. Batteries are the heaviest and most expensive part of an electric vehicle, and most still do not hold enough capacity to match up to internal-combustion engine vehicles. Further improvements in batteries will eventually even out the playing field, allowing for the same size of batteries to store more energy than before, increasing its competitiveness and viability for large-scale applications.
Redox Durchflussbatterien sind eine weitere Art von chemischen Zellen, funktionieren aber völlig anders als typische Zellenbatterien. Durchflussbatterien sind flüssigkeitsbasiert und bestehen aus zwei Halbzellen, die jeweils mit einem Elektrolyttank verbunden sind. Die Halbzellen sind mit Kathoden- und Anodenlösungen gefüllt, und die Energie wird durch die kontinuierliche Zirkulation der Elektrolyte durch die Halbzellen freigesetzt oder gespeichert.
Redox-Flow-Batterien
Im Gegensatz zu Lithiumbatterien sind Durchflussbatterien für größere, wenn auch stationäre, Anwendungen geeignet. Die Energiekapazität ist durch die Verwendung größerer Tanks und konzentrierterer Elektrolytlösungen leicht skalierbar. Da sie jedoch in der Regel recht groß sind, sind sie nicht die beste Wahl für tragbare Anwendungen. Einige Experten gehen davon aus, dass sie bis zu zehn Jahre halten können. 30 Jahrewerden sie als kostengünstige Alternative für die Energiespeicherung in großem Maßstab erforscht.
Superkondensatoren
Superkondensatorenspeichern die Energie hingegen statisch und nicht chemisch. Ein elektrisches Feld entsteht, wenn die im Elektrolyt vorhandenen Ionen von einer Metallelektrodenplatte zur anderen wandern.
Superkondensatoren unterscheiden sich stark von Energiespeichern auf chemischer Basis. Sie haben keine hohe Energiedichte, da sie nur 1 bis 30 Wh/kg speichern. Sie haben jedoch eine sehr hohe Leistungsdichte, was bedeutet, dass sie in kurzer Zeit eine große Menge an Energie freisetzen und auch wieder aufladen können.
Aufgrund seiner Beschaffenheit eignet sich der Superkondensator für Hochleistungsanwendungen wie das regenerative Bremsen. Bei Netzspeicheranwendungen kann der Superkondensator als Puffer für Spitzenlasten fungieren, indem er bei plötzlichen Nachfragespitzen schnell Energie ins Netz abgibt, bevor der Hauptenergiespeicher anspringen kann.
Jede Art von Energiespeicher hat ihre Vorteile und Grenzen. Es wird untersucht, wie man verschiedene Typen kombinieren und ihre Vorteile nutzen kann. Forscher an der Queensland University of Technology arbeiten an einem Hybrid aus Batterien und Superkondensatoren um ein Gerät zu entwickeln, das die Energiekapazität von Batterien mit der Leistungsdichte von Superkondensatoren kombinieren kann. Diese Art von Innovationen wird dazu beitragen, die Energiespeicherung voranzutreiben und effizientere Lösungen für die Zukunft zu schaffen. Von Batterien über Durchflussbatterien bis hin zu Superkondensatoren - Arbin Instruments verfügt über hochwertige Geräte zum Testen verschiedener Arten von Lösungen. Sprechen Sie noch heute mit einem Experten um das zu finden, was Ihrem Forschungs- und Entwicklungsbedarf entspricht.
