Polysulfid-Bromid-Akkumulator

Der Polysulfid-Bromid-Akkumulator ist ein elektrischer, wiederaufladbarer Akkumulator, welcher als sogenannte Redox-Flow-Batterie aufgebaut ist und aus zwei flüssigen Elektrolyten besteht. Die beiden Elektrolyte sind, wie bei allen Redox-Flow-Batterien, durch eine teildurchlässige Membran getrennt, die in diesem Falle nur die positiven Natriumionen durchlässt. In dem Elektrolyt an der negativen Elektrode werden die Salze Natriumbromid (NaBr) bzw. Natriumtribromid (NaBr₃) eingesetzt. Im Elektrolyt an der positiven Elektrode kommen Salze aus der Gruppe der Natrium-Polysulfide (Na₂S_x) zum Einsatz.^[1] Je nach Ladezustand des Akkumulators verändert sich dabei der Anteil der Salze in den beiden Elektrolyten.

Anfang der 2000er-Jahre wurde versucht, motiviert durch den vergleichsweise kostengünstigen Aufbau, diese Akkumulatorbauform in großtechnischen Anlagen zum Ausgleich von Lastschwankungen im Stromnetz in Batteriespeichern einzusetzen.^[2] Beispiele dafür sind der Batteriespeicher im Kraftwerk Little Barford, welcher aufgrund von technischen Schwierigkeiten nicht über den Versuchsbetrieb hinaus kam.^[3]

Chemische Prozesse

Im geladenen Zustand besteht das Elektrolyt an der positiven Elektrode primär aus Natrium-Disulfid (Na₂S₂) und das Elektrolyt an der negativen Elektrode aus Natriumtribromid (NaBr₃). Die beiden Elektrolyte liegen in größeren Tanks vor und werden durch Pumpen in die Reaktionskammer mit Membran zwischen den Elektrolyten gepumpt. Bei der Entladung wird das Natrium-Disulfid in Natrium-Polysulfid (Na₂S₄) umgewandelt, das Natriumtribromid geht in Natriumbromid (NaBr) über.

An der negativen Elektrode lautet die Reaktionsgleichung bei Entladung:

${\displaystyle 2{\textrm {Na}}_{2}{\textrm {S}}_{2}\to {\textrm {Na}}_{2}{\textrm {S}}_{4}+2{\textrm {Na}}^{+}+2{\textrm {e}}^{-}}$

Und an der positiven Elektrode:

${\displaystyle {\textrm {NaBr}}_{3}+2{\textrm {Na}}^{+}+2{\textrm {e}}^{-}\to 3{\textrm {NaBr}}}$

Bei der Aufladung laufen die Prozesse in umgekehrter Richtung ab.

Einzelnachweise

1. ↑ H. Zhang: Advances in Batteries for Medium and Large-Scale Energy Storage. Woodhead Publishing Series in Energy, 2015, Chapter 9 - Polysulfide-bromine flow batteries (PBBs) for medium- and large-scale energy storage, S. 317 - 327, doi:10.1016/B978-1-78242-013-2.00009-1. 
2. ↑ Adithi Amarnath, et al.: Bromine-polysulfide Redox-flow Battery Design:Cost Analysis. Hrsg.: Department of Chemical and Biomolecular Engineering - University of Tennessee. 2014 (Online [PDF]).  Online (Memento desOriginals vom 23. August 2019 im Internet Archive)  Info: Der Archivlink wurde automatisch eingesetzt und noch nicht geprüft. Bitte prüfe Original- und Archivlink gemäß Anleitung und entferne dann diesen Hinweis.@1@2Vorlage:Webachiv/IABot/pdfs.semanticscholar.org
3. ↑ Review of Electrical Energy Storage Technologies and Systems and of their Potential for the UK. Archiviert vom Original (nicht mehr online verfügbar) am 19. September 2010; abgerufen am 20. August 2019.  Info: Der Archivlink wurde automatisch eingesetzt und noch nicht geprüft. Bitte prüfe Original- und Archivlink gemäß Anleitung und entferne dann diesen Hinweis.@1@2Vorlage:Webachiv/IABot/www.ensg.gov.uk 

V – D

Galvanische Zellen

Primärzellen:	Alkali-Mangan-Batterie • Aluminium-Luft-Batterie • Lithiumbatterie  • Lithium-Eisensulfid-Batterie • Lithium-Iod-Batterie • Lithium-Mangandioxid-Batterie • Lithium-Thionylchlorid-Batterie • Lithium-Schwefeldioxid-Batterie • Lithium-Kohlenstoffmonofluorid-Batterie • Nickel-Oxyhydroxid-Batterie • Quecksilberoxid-Zink-Batterie • Silberoxid-Zink-Batterie • Zink-Kohle-Zelle • Zinkchlorid-Batterie • Zink-Luft-Batterie
Sekundärzellen:	Aluminium-Ionen-Akkumulator • Bleiakkumulator • Lithium-Eisenphosphat-Akkumulator • Lithium-Ionen-Akkumulator • Lithium-Luft-Akkumulator • Lithium-Mangan-Akkumulator • Lithium-Cobaltdioxid-Akkumulator • Lithium-Schwefel-Akkumulator • Lithiumtitanat-Akkumulator • Natrium-Ionen-Akkumulator • Natrium-Schwefel-Akkumulator • Nickel-Cadmium-Akkumulator • Nickel-Eisen-Akkumulator • Nickel-Lithium-Akkumulator • Nickel-Metallhydrid-Akkumulator • Nickel-Wasserstoff-Akkumulator • Nickel-Zink-Akkumulator • Polysulfid-Bromid-Akkumulator • RAM-Zelle • Silber-Zink-Akkumulator • Vanadium-Redox-Akkumulator • Zink-Brom-Akkumulator • Zink-Luft-Akkumulator • Zebra-Batterie • Zinn-Schwefel-Lithium-Akkumulator
Historische Zellen:	Bagdad-Batterie • Chromsäure-Element • Daniell-Element • Edison-Lalande-Element • Gravity-Daniell-Element • Grove-Element • Leclanché-Element • Voltasche Säule • Clark-Normalelement • Weston-Normalelement • Zambonisäule
Ausführungen:	Akkumulator • Batterie • Lithium-Polymer-Akkumulator • Brennstoffzelle • Knopfzelle • Konzentrationselement • Redox-Flow-Batterie • Thermalbatterie
Bestandteile:	Halbzelle (Donator- und Akzeptorhalbzelle)

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