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SPACER Partner und Promovierende beim Projekttreffen und der ersten Schulungsveranstaltung an der Universität für Chemie und Technologie in Prag (Tschechien), 9.-11. Juni 2026. - © Fraunhofer ICT

Neuartige Architekturen für poröse Elektroden steigern die Leistungsdichte und Energieeffizienz von Redox-Flow-Batterien

Das internationale Forschungsnetzwerk „SPACER“ (Shaping Porous Electrode Architecture to Improve Current Density and Energy Efficiency in Redox-Flow Batteries) entwickelt neuartige Architekturen für poröse Elektroden. Ziel der Forschenden ist es, die Leistungsdichte und Energieeffizienz von Redox-Flow-Batterien zu steigern und den Weg für kostengünstigere und langlebigere Langzeit-Energiespeicher zu ebnen. Das BayBatt ist in dem Projekt durch Prof. Dr.-Ing. Christina Roth (Lehrstuhl für Werkstoffverfahrenstechnik) vertreten.

Die Energiewende hat den Bedarf an Energiespeichern erhöht, darunter auch Langzeitspeicherlösungen wie Redox-Flow-Batterien (RFBs), die Strom aus erneuerbaren Quellen über Stunden oder sogar Tage hinweg speichern können. Ein besonders vielversprechendes Merkmal von RFBs ist die Möglichkeit, die Kapazität unabhängig vom Strom zu skalieren. Andererseits weisen sie hohe nivelierte Speicherkosten und eine begrenzte Leistungsdichte auf, was zum Teil auf eine ineffiziente Elektrodennutzung und das Fehlen maßgeschneiderter RFB-Komponenten zurückzuführen ist. Diese Herausforderungen haben bislang ihren flächendeckenden Einsatz behindert.

Hier setzt das internationale Forschungsnetzwerk „SPACER“ (EU-Fördervereinbarung Nr. 101226997) an: 17 Doktorandinnen und Doktoranden aus verschiedenen Ländern arbeiten gemeinsam an einer neuen Generation von Hochleistungselektroden für Redox-Flow-Batterien. Vom 9. bis 11. Juni 2026 ihr erstes Kick-off-Meeting  an der Universität für Chemie und Technologie in Prag statt. Das Ziel ist ehrgeizig: Die neuen Elektroden sollen 20 bis 30 Prozent leistungsstärker und bis zu 50 Prozent kostengünstiger sein als als heutige Lösungen und dabei einen Wirkungsgrad von über 85 bis 90 Prozent erreichen.

Die Forschenden arbeiten an hierarchisch strukturierten Mehrschichtmaterialien, die den Elektrolyt- und Stromfluss innerhalb der Batterie systematisch optimieren. Das Team von Prof. Roth an der Universität Bayreuth wird funktionalisierte Faserelektroden mittels Elektrospinnen und Kern-Schale-Design entwickeln. Zu ihren Aufgaben gehören die Anpassung der Elektrospinnanlagen, die Herstellung katalysatorbeschichteter Testelektroden sowie die Analyse ihrer Morphologie und Leistung. Ziel ist es, das Grenzflächendesign, die Katalysatorstabilität und den Wirkungsgrad in Redox-Flow-Batterien zu verbessern.

SPACER wird vom Fraunhofer-Institut für Chemische Technologie ICT geleitet und durch das Marie-Skłodowska-Curie-Programm der Europäischen Union gefördert. Neben den Forschungszielen zielt das Netzwerk darauf ab, seine Promovierenden auf eine zukünftige Karriere in Wissenschaft oder Industrie vorzubereiten. Ein interdisziplinäres europäisches Konsortium aus Industrieunternehmen und Forschungseinrichtungen wird sie in den Fähigkeiten schulen, die für die Entwicklung und Integration der neuen Modelle, Materialien und Prozesse in elektrochemischen Energiespeicheranwendungen erforderlich sind.

Lesen Sie die gesamte Pressemitteilung des Fraunhofer ICT hier.