Die Energiespeicherung - Die Zukunft Unserer Energieversorgung - page 283

Abb. 8.12 Die Energiedichten
einiger Akkumulatoren und
als gerade Linien der Wert der
Leerlaufspannung zwischen
ihren Elektroden. Es sind:
1 =H /O ; 2 =Li/C; 3 =Li/S;
4 =Li/F ; 5 =Na/F ; 6 =Na/S;
7 =Na/Cl ; 8 =Cd/Ni O ;
9 =Zn/HgO; 10 =Pb/PbO

1

4

2

1

5

3

7
6

0,1

U = 1 V 3 V 6 V

8

9

10

0,01

10 1000

Elektrodenmasse (amu)

100

elektrolyten und bilden an der Anode LiMn O . Auch als Elektrolyt werden verschiedene
Materialien verwendet, z. B. ein Polymer oder LiPF . Bei diesem Akkumulatortyp wird die
Potentialdifferenz zwischen Li und C in der elektrochemischen Spannungsreihe Tab. 8.9
ausgenutzt. Die Akkumulatorspannung beträgt U ≈ ,V, die maximale spezifische Ener-
gie liegt bei W / m = ,kWhkg − .
Alle diese Beispiel zeigen: Einer der entscheidenden Parameter eines Akkumulators ist
seine spezifische Energie W /m. Bisher haben wir als Kriterium die Energiedichte w =
W / V benutzt. Im Fall vonAkkumulatoren ist es besser, man bezieht die gespeicherte Ener-
gie auf die Masse der Elektroden, ohne dabei die Masse des Elektrolyten und seines Behäl-
ters zu berücksichtigen. Der Grund ist, dass aus dieser Darstellung ersichtlich wird, welche
Massen in der Natur vorhanden sein müssen. In der Abb. 8.12 sind die spezifischen Ener-
gien einiger Akkumulatoren gezeigt, wobei die Masse in Einheiten der atomaren Masse
([ m ]=amu) angegeben ist. Auch das H /O -System ist gezeigt, allerdings allein bezogen
auf die Masse des H ,daO nicht gespeichert werden muss. Akkumulatoren erreichen
generell eine Energiedichte von ca. , kWh ⋅kg − . Daraus ergibt sich bei einer Speicher-
anforderung von ⋅ kWh ein Materialbedarf von ca. ⋅ kg für die Elektroden, ein
enormer Wert, wenn man ihn mit der Jahresproduktion von Materialien auf der Erde ver-
gleicht, für die wir in Kap. 7 einige Beispiele angeführt haben. Das H /O -System ist eben
auch deswegen sogut fürSpeicherzwecke geeignet, weil Wasserin fastunbegrenzter Menge
auf der Welt vorhanden und leicht zugänglich ist.

8.3 Die Möglichkeiten der Energiespeicherung

Es gibt, so haben wir gerade gelernt, für jede Energieform ein Speicherungsverfahren. Ob
sich dieses letztendlich zu einem realistischen Speicher entwickeln lässt, hängt von den
Speicheranforderungen ab, die der Tatsache Rechnung tragen müssen, dass das Angebot
an erneuerbaren Energien zeitlich fluktuiert. Diese Fluktuationen in der Energieversor-
gung müssen durch Energiespeicher geglättet werden und wir gehen davon aus, dass die für
Schwankungsperiodenvon10derforderlicheSpeicherkapazitäteineGrößevon⋅ kWh