nanoFlowcell

nicht nur anders, sondern einzigartig

Flusszellen kennt man derzeit nur als garagengroße Konstruktionen zur stationären Energiespeicherung in Windkraft- und Solaranlagen. Mit der nanoFlowcell® haben wir es erstmals geschafft, eine Flusszelle auf die Größe eines Aktenkoffers zu reduzieren und gleichzeitig die Energiedichte der Elektrolyte zu verzehnfachen. Mit der Entwicklung der nanoFlowcell® wird Flusszellentechnologie leistungsstark und mobil - nanoFlowcell® eröffnet einer Vielzahl von Anwendungen völlig neue technische Perspektiven.

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Innovative Energie. nanoFlowcell® ist der derzeit innovativste und leistungsfähigste Energielieferant für mobile und stationäre elektrische Anwendungen. Anders als herkömmliche Batterien, wird die Energie der nanoFlowcell® in Form von flüssigen Elektrolyten (bi-ION) bereitgestellt, die außerhalb der eigentlichen Zelle gelagert werden können.

Analog zu regulären Flussbatterien, werden die positiv und negativ geladenen Elektrolytflüssigkeiten getrennt in zwei separaten Tanks gespeichert und wie bei einer traditionellen Flusszelle in getrennten Kreisläufen durch einen Wandler (die eigentliche Zelle des nanoFlowcell-Systems) gepumpt.

Hier sind die beiden Elektrolyt-Kreisläufe nur noch durch eine permeable Membran getrennt. Sobald die positive und negative Elektrolytlösung zu beiden Seiten die Wandler-Membran passieren, findet ein Ionenaustausch statt. Dadurch wird die in bi-ION gebundene chemische Energie in Elektrizität umgewandelt, die wiederum den elektrischen Verbrauchern unmittelbar zur Verfügung steht. 

Skalierbare Energie. Bei der nanoFlowcell® ist durch die Separation von Energiewandler und Energiespeicher die gespeicherte Energiemenge nicht mehr von der Zellengröße abhängig. Hierin unterscheidet sich eine Flusszelle von traditionellen Batterietypen. Bei der nanoFlowcell® hängt die bereitgestellte Energiemenge zum einen von der Elektrolytkonzentration in der Elektrolytflüssigkeit ab und zum anderen vom Volumen der Elektrolyttanks. nanoFlowcell® kann dank ihrer unbeschränkten Skalierbarkeit daher variabel an die unterschiedlichsten Anwendungen angepasst werden.

Elektrizität tanken. Das Besondere an der nanoFlowcell® ist, dass sie nicht mehr langwierig aufgeladen werden muss wie herkömmliche Batterien oder Flusszellen, sondern die verbrauchten bi-ION Elektrolytflüssigkeiten einfach nachgefüllt werden können.

Alles wie gehabt, nur besser. In mobilen Anwendungen, beispielsweise den QUANT-Elektrofahrzeugen, wird die verbrauchte Elektrolytflüssigkeit zunächst gefiltert, um ihr die gelösten Salze und Elektrolyte zu entziehen. Der Filter muss etwa alle 10.000 Kilometer getauscht werden und lässt sich anschliessend umweltgerecht recyceln. Ein von der Fahrtenergie angetriebener Generator sorgt dafür, dass das verbliebene Wasser während der Fahrt umweltneutral zu Wasserdampf zerstäubt und in die Atmosphäre freigesetzt wird. Die Elektrolyttanks entleeren sich während der Fahrt wie der Tank bei einem herkömmlichen Fahrzeug mit Verbrennungsmotor. Das Betanken der leeren Elektrolyttanks ist ebenfalls vergleichbar mit dem Tankvorgang bei einem regulären benzin- oder diesel-betriebenen Fahrzeug. 

”Mit nanoFlowcell-Technologie könnten alleine im Straßenverkehr jährlich 19.250 Megatonnen CO2-Emissionen aus der Verbrennung fossiler Brennstoffe vermieden werden. Das sind 75% der weltweit durch Transport und Verkehr erzeugten CO2 Emissionen.“

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”Mit nanoFlowcell-Technologie könnten alleine im Straßenverkehr jährlich 19.250 Megatonnen CO2-Emissionen aus der Verbrennung fossiler Brennstoffe vermieden werden. Das sind 75% der weltweit durch Transport und Verkehr erzeugten CO2 Emissionen.“

Umweltgerechte Energie. nanoFlowcell-Technologie ist uneingeschränkt umweltgerecht und gesundheitlich unbedenklich. Die nanoFlowcell wird, unter Verwendung von gängigen Materialien beziehungsweise Rohstoffen, die in großer Menge recht einfach verfügbar sind, sehr effizient, kostengünstig und umweltverträglich gefertigt. Edelmetalle und Metalle seltener Erden kommen weder in der Zelle selber noch in der Elektrolytlösung bi-ION vor. Sämtliche für die nanoFlowcell und ihrer Elektrolyten notwendigen Rohstoffe können nachhaltig gewonnen, gesundheitsunbedenklich eingesetzt und anschließend umweltverträglich entsorgt werden.

Langlebig und recycle-fähig. Auch im Rahmen des Rohstoffrecyclings ist die nanoFlowcell dank ihrer ausgedehnten Lebensdauer vorbildlich. So eliminiert die nanoFlowcell das Problem des Leistungsverlustes herkömmlicher Batterien, da bei der nanoFlowcell auch nach 10.000 Ladezyklen noch kein Memory-Effekt eintritt. Das bedeutet, dass die nanoFlowcell bis zu zehnmal mehr Ladevorgänge bewältigen kann, als konventionelle Li-Ion Akkusysteme (Li-Ion-Akku: ca. 1.000 Ladezyklen). In einem Automobil würde dies einer Reichweite von rund 10.000.000 Kilometern entsprechen und damit die Lebensdauer eines modernen Automobils bei weitem übertreffen. Auch die Selbstentladung der Zelle im Ruhezustand ist verschwindend gering.

Mit Sicherheit sicher. Ein weiterer Vorteil der nanoFlowcell gegenüber anderen Batteriesystemen ist, dass eine Überwachung des Ladezustands des Batteriesystems einfach zu bewerkstelligen ist, da es nur einen Elektrolyten gibt. Ausgleichladungen wie bei herkömmlichen Li-Ion- oder Li-Po-Systemen sind nicht notwendig. Gefahrenzustände, wie sie in einer Batterie durch ungewollte Reaktionen oder durch eine Tiefentladung  vorkommen können, sind bei der nanoFlowcell technisch ausgeschlossen.

Wirkungsgrad. Im Gegensatz zu einem Verbrennungsmotor liegt der Wirkungsgrad der nanoFlowcell bei über 90 Prozent; im elektromobilen Einsatz beträgt die Arbeitstemperatur lediglich zwischen 90ºC und 130ºC. Das gesamte nanoFlowcell-System ist zudem sehr zuverlässig und wartungsarm, da es – außer den Elektrolytpumpen – über keine beweglichen Teile verfügt.

Hohe Zuverlässigkeit, geringe Kosten und lange Haltbarkeit stellen nanoFlowcell zu Recht gedanklich ins Zentrum, wenn es um die Entwicklung zukunftsträchtiger elektrischer Mobilitätskonzepte geht.