Redox‐Flow‐Batterien im Unterricht

Abstract

Zusammenfassung Der Beitrag stellt Redox‐Flow‐Batterien vor, welche den didaktischen Vorteil besitzen, dass man ihren Ladezustand anhand ihrer Farbigkeit erkennen kann.

Energiespeicherung mit Redox‐Flow‐Batterien

“…Eine Vanadium‐basierte Redox‐Flow‐Batterie wäre aufgrund der vier verschiedenen Elektrolytfarben je nach Oxidationszustand (V 2+ , V 3+ , V 4+ & V 5+ ) zwar aus Perspektive der Didaktik von Vorteil, allerdings ist sie für den Einsatz im Chemieunterricht aufgrund des hohen Gefährdungspotenzials der Vanadiumsalze nicht einsetzbar. Nachdem im vorherigen Beitrag [1] jedoch sehr leistungsstarke Eisen‐ (mit Natriumthiocyanat) und Cer‐basierte Hybrid‐Redox‐Flow‐Batterien (s. Glossar) mit beeindruckenden und schnellen Farbwechseln vorgestellt worden sind, liegt es nahe, beide unbedenklichen Elektrolyte in einer Redox‐Flow‐Zelle (Abbildung 1) zu kombinieren.…”

“…D ie Redox-Flow-Batterie eignet sich aufgrund der möglichen Entkopplung von Energie und Leistung hervorragend zur stationären Energiespeicherung. Erste Schlüsselexperimente für die experimentelle und konzeptionelle Erschließung des Themenfelds der anorganischen und organischen Hybrid-Redox-Flow-Batterien haben wir in einem vorherigen Beitrag [1] in ChiuZ haltigkeit diskutieren [...]" [8] können. Doch nicht nur in Baden-Württemberg, auch in Niedersachsen oder Bayern ist in den Schulcurricula festgelegt, dass Schülerinnen und Schüler nach der Oberstufe die "[...] Funktionsweise ausgewählter Batterien, Akkumulatoren oder Brennstoffzellen" [9] erklären bzw.…”

“…Die Arbeitsgruppe um Oetken konnte dazu schon in vorherigen Arbeiten [1,11,12] Experimente mit anorganischen und organischen Hybrid-Redox-Flow-Systemen präsentieren, die deren Funktionsweise durch Farbänderungen des Katholyten auf der phänomenologischen Ebene eindrucksvoll darlegen. Allerdings soll in diesem Beitrag nun der Fokus auf einer für die Schule leistungsstarken, auf Anolyt und Katholyt beruhenden Redox-Flow-Batterie liegen, die in Zusammenarbeit mit Bernd Mössner (Werkstattmeister der PH Freiburg; E-Mail: info@experimente-zurenergiewende.de) bereits 2017 entwickelt und bei der FGCU-Tagung in Berlin im Rahmen des Wissenschaftsforums vorgestellt wurde.…”

“…Jedoch haben Chemikalien wie Cer(III)-sulfat wenig mit dem Lebensweltbezug der Lernenden zu tun -so kennen diese meistens schlichtweg Chemieunterricht aufgrund des hohen Gefährdungspotenzials der Vanadiumsalze nicht einsetzbar. Nachdem im vorherigen Beitrag [1] jedoch sehr leistungsstarke Eisen-(mit Natriumthiocyanat) und Cer-basierte Hybrid-Redox-Flow-Batterien (s. Glossar) mit beeindruckenden und schnellen Farbwechseln vorgestellt worden sind, liegt es nahe, beide unbedenklichen Elektrolyte in einer Redox-Flow-Zelle (Abbildung 1) zu kombinieren.…”

“…1Die Redox‐Flow‐Batterie eignet sich aufgrund der möglichen Entkopplung von Energie und Leistung hervorragend zur stationären Energiespeicherung. Erste Schlüsselexperimente für die experimentelle und konzeptionelle Erschließung des Themenfelds der anorganischen und organischen Hybrid‐Redox‐Flow‐Batterien haben wir in einem vorherigen Beitrag [1] in ChiuZ bereits aufgezeigt.…”