Abo

Newsletter

US-Forscher entwickeln integriertes System aus Solarzelle und Redox-Flow-Batterie

Ausgabe:
Bereiche:
Themen:
Ressort:
Unternehmen:

US-amerikanische Forscher der University of Wisconsin-Madison haben unter Professor Song Jin eine Solarzelle mit einer Redox-Flow-Batterie kombiniert. Die Technologie wandelt der Universität zufolge Sonnenlicht direkt in chemische Energie um und gibt bei Bedarf Strom frei, teilte die Universität mit. „Wir sprechen von einem ganzen Zyklus“, sagte Jin. „Unser erstes Proof-of-Concept-Gerät vor zwei Jahren erreichte einen Wirkungsgrad von 1,7 Prozent. Jetzt haben wir unser Design verbessert und erreichen 14 Prozent, was die höchste gemeldete Zahl für ein integriertes Solarstrom- und Batteriesystem ist.“

Solarzellen werden typischerweise nach dem Wirkungsgrad der Umwandlung von Sonnenenergie in Strom bewertet, und die besten kommerziell erhältlichen großflächigen Solarmodule erreichen einen Wirkungsgrad von etwa 24 Prozent. Der 14-prozentige Wirkungsgrad in Jins System misst jedoch viel mehr und deckt den gesamten Prozess vom Sonnenlicht bis zum Strom ab, der zu jeder Tages- und Nachtzeit aus dem Speicher geliefert wird. Da die fluktuierende Einspeisung erneuerbarer Energien zunimmt, sei ein Maß für den gesamten Prozess von der Sonne bis zum Strom aus der Speicherung wichtig. „Wir nennen es Solar-to-Output-Elektrizitätseffizienz“, sagte Jin.

Neuer Ansatz erhöht System-Effizienz

Die Forscher kombinierten eine effiziente Redox-Flow-Batterie mit einer Hochleistungs-Solarzelle, die unter der Leitung von Professor Jr-Hau He an der King Abdullah University of Science and Technology in Saudi-Arabien entwickelt worden war. Die Kombination der Funktionen getrennter Geräte in einem einzigen Gerät ermöglicht es, den Zwischenschritt der Stromerzeugung zu umgehen, was zu einem effizienteren, kompakteren und kostengünstigeren Ansatz für die Nutzung der Solarenergie führe. Je nach Situation könnte das gleiche Gerät auch Strom direkt zum Endverbraucher leiten und dabei den Speicher umgehen, so Jin.

Hocheffiziente Solarzelle könnte durch günstigere Zelle ersetzt werden

Obwohl die im aktuellen Experiment verwendete hocheffiziente Solarzelle teuer sei, „versuchen wir zu zeigen, was möglich ist“, sagte Doktorandin Wenjie Li. „Wenn wir mit unserer Technologie trotz der hocheffizienten Solarzelle keinen hohen Wirkungsgrad erreicht hätten, wäre es nicht sinnvoll gewesen, sie weiter zu verfolgen. Aber wir fanden das Gegenteil – eine beispiellose Effizienz, mit Spielraum zur Feinabstimmung“, sagte Li. Die teure hocheffiziente Solarzelle sei möglicherweise nicht notwendig. „Wenn wir eine Solarzelle mit niedrigerem Wirkungsgrad verwenden, die gut zur Redox-Flow-Batterie passt, könnte der Gesamtwirkungsgrad immer noch ziemlich hoch und die Kosten niedriger sein.“

Spannungen von Solarzelle und Batterie müssen harmonisiert werden

Zukünftige Anstrengungen werden sich darauf konzentrieren, die Spannung der Solarzelle besser an die Spannung der Oxidationsreduktionsreaktionen in der Redox-Flow-Batterie anzupassen. Jin vergleicht die Notwendigkeit, die Spannung anzupassen mit einem Aufzug. „Sagen wir, du willst vom ersten in den sechsten Stock, aber der Aufzug kann dich nur in den achten Stock bringen. Egal, wie man zwei Stockwerke runterkommt, der Aufzug verschwendet Energie.“ Ähnlich verhalte es sich bei dem entwickelten Gerät, das 2,4 Volt erzeugt, die Batterie aber nur 1,3 Volt benötigt. Wie beim Aufzug werde ein Teil der Energie verschwendet.

Lesen Sie mehr über Redox-Flow-Batterien:

Redox-Flow-Pilotanlage in Pfinztal läuft nach anfänglichen Problemen gut

Mehr von ##company_names##

Verwandte Meldungen

ContextCrew-Tool Energiepreis-Spektrum: Preisverläufe im Fokus

Die Entwicklung der Preisstrukturen ist im Zuge der Energiewende zunehmend volatil. Das betrifft insbesondere die Strommärkte, bei denen sich ein stark steigendes Angebot von...

WochenbilanzKW 6: Anteil Erneuerbarer steigt geringfügig

Der Anteil der erneuerbaren Energien an der heimischen Nettostromerzeugung ist in KW 6 leicht von 43,8 Prozent auf 46,9 Prozent gestiegen. Wie die Auswertung...

„Spiegel“-BerichtEntwurf für „Netzpaket“: Reiche plant Hürden für Anschluss erneuerbarer Energien

Der Netzausbau in Deutschland ist weiterhin ein, wenn nicht der große Engpass für einen dynamischeren Ausbau von erneuerbaren Energien und Flexibilitäten. Das Bundeswirtschaftsministerium hat...

GroßhandelEPEX Spot: Strompreise im Januar höher als im Dezember

Die Strompreise haben im Januar gegenüber dem Dezember angezogen, liegen zugleich aber unter dem Vorjahresniveau. Wie die EPEX Spot bekannt gab, lag der mittlere...

Steigerung bei sonstiger DVDirektvermarktete EEG-Leistung steigt auf 131,6 GW

Die direkt vermarktete EEG-Leistung ist im Februar 2026 auf 131,6 Gigawatt gestiegen. Wie die von den Übertragungsnetzbetreibern bekannt gegebenen Zahlen zeigen, entspricht das einem...