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Elektrischer Speicher
BMBF
Ladevorgang 6.7.2016

Im Labor: die Diplom-Chemikerin Josefine Schlemmer und die technische Mitarbeiterin Sandra Ebert bei ersten Untersuchungen zum Einfluss von Schallwellen auf elektrochemische Reaktionen.
© ISAT

Akkumulatoren schneller aufladen

Wie lässt sich die Kapazität von elektrochemischen Speichern erhöhen und

dabei die Ladezeit verkürzen? Mit sogenannten akustischen

Oberflächenwellen erreichten Forscher dies mit

Blei-Schwefelsäure-Akkumulatoren.

Projektstatus Projekt abgeschlossen
Anwendungsfelder (Beispiele) Elektromobilität, Betrieb von dezentralen elektrochemischen Energiespeicher-Netzen
Projektlaufzeit Oktober 2012 bis März 2016

Eine Erhöhung der Kapazität von elektrochemischen Energiespeichern sowie eine Verkürzung der Ladezeiten oder Verringerung der zur Ladung benötigten Energie ist ein strategisch wichtiges Erfordernis für die Umsetzung von Elektromobilitäts-Konzepten und für den Betrieb dezentraler elektrochemischer Energiespeicher-Netze.
Die allgemeine Zielsetzung des Forschungsprojektes „BELAKUSTIK“ ist die systematische Untersuchung der Transportvorgänge in elektrochemischen Energiespeichern am Beispiel eines Blei-Schwefelsäureakkumulators und die Beeinflussung der Kinetik dieser Vorgänge durch gezielte Einstrahlung hochfrequenter Schallwellen, bevorzugt sogenannter akustischer Oberflächenwellen.

Im Mittelpunkt stehen die Schallwellen

Forschungsschwerpunkt ist die gezielte Einstrahlung hochfrequenter Schallwellen. Besonders akustische Oberflächenwellen sollen hierbei zum Einsatz kommen. Diese beeinflussen die Kinetik der elektrochemischen Vorgänge und führen somit zu einer Beschleunigung des Ladevorgangs. 

  • Die Diplom-Chemikerin Josefine Schlemmer positioniert zwei Elektroden. © ISAT
  • BMBF 3 Belakustik EVIDA © ISAT
  • Im Labor: die Diplom-Chemikerin Josefine Schlemmer und die technische Mitarbeiterin Sandra Ebert bei ersten Untersuchungen zum Einfluss von Schallwellen auf elektrochemische Reaktionen. © ISAT

Ausgangspunkt, Anlass und Zielsetzung

Ausgangspunkt: Untersuchungen zur gezielten Schalleinstrahlung in die Grenzschicht Elektrode/Elektrolyt, an welcher die meisten transportlimitierenden Vorgänge ablaufen, sollen zeigen, ob und wie durch Schalleintrag Abläufe im Akkumulator optimiert werden können.

Anlass: Die Erhöhung der Kapazität von Energiespeichern sowie eine Verkürzung der Ladezeiten oder Verringerung der zur Ladung benötigten Energie ist ein strategisch wichtiges Erfordernis für die Umsetzung von Elektromobilitäts-Konzepten und für den Betrieb dezentraler elektrochemischer Energiespeicher-Netze.

Zielsetzung: Gemeinsam mit dem Verbundpartner der Firma Seuffer GmbH & Co. KG soll eine Komponente zur gezielten Schalleinstrahlung entwickelt und unter realen Einsatzbedingungen getestet und in bestehende Akkumulatoren eingebaut werden. Zudem ist ein übergeordnetes Projektziel, der Übertrag der Erkenntnisse auf andere elektrochemische Energiespeicher.

Projektstatus

Das Projekt gliedert sich in folgende Arbeitspakete (AP):

  • Entwicklung eines elektrochemischen Versuchsstandes mit integrierter Diagnosevorrichtung zur Untersuchung der akustischen Einwirkung auf Transportvorgänge an den Elektroden (EVIDA)
  • Aufbau eines EVIDA-Versuchstandes bei Fa. Seuffer und im ISAT
  • Inbetriebnahme der Diagnose-Einrichtungen für die EVIDA-Versuchsstände
  • Untersuchungen zum Einfluss der Schalleinstrahlung auf die Transportvorgänge an der Elektrodengrenzfläche
  • Untersuchungen zur Schallabstrahlcharakteristik mittels Hydrophon
  • Aufnahme von Wandler-und Anregeparameter-spezifischen UI-Kennlinien bei einem 3-Elektroden-System
  • Übertrag der bisherigen Ergebnisse auf eine Zelle eines Akkumulators
  • Dokumentation

Optimierung

Durch den Einsatz innovativer Analyseverfahren wie der Scanningvibrometrie oder der Impedanzspektroskopie und der Integration von Überwachungssensorik sollen die im Akkumulator während der Lade-und Entladeprozesse ablaufenden transportlimitierenden Vorgänge überwacht und messtechnisch erfasst werden. 

Gefördert durch die Bundesregierung aufgrund eines Beschlusses des Deutschen Bundestages

Termine

23. Oktober 2017
E-Mobility Power System Integration Symposium

24. Oktober 2017
Wirtschaftliche Energiespeicher

7. November 2017
Energiespeicher & Wärmepumpentechnologie

» Alle Termine

Projektadressen

Ansprechpartner
Weitere Adressen

Infobox

Forschungsförderung

Das Informationssystem EnArgus bietet Angaben zur Forschungsförderung, so auch zu diesem Projekt.