Forum: Offtopic Selbst bau eines Vanadium Redox-Flow Akkumulators


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von Marvin K. (m_marvin)


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Ich habe schon länger die Idee mir einen (erstmal) kleinen 
Redox-Flow-Akkumulator zum experimentieren zu bauen.
Sollte das gut laufen habe ich vor ein größere Variante für eine 
Solaranlage zu bauen.
Aufgrund der Trennung von Tank und Zellen könnte man ihn beliebig 
dimensionieren.

Ich habe auch bereits mit dem bau des Zell-Stacks begonnen und nun nach 
einer Bezugsquelle für die Elektrolyte gesucht.
Geplant waren erstmal 2 Tanks mit 1L Volumen.
Als Elektrolyte sind Vanadium-Salze (Vanadylsulfat und 
Vanadiumtrisulfat) geplant.
Ich habe bereits einen Händler gefunden welcher beide Stoffe anbietet.

Jetzt ist mir ein problem aufgefallen, und ich habe nicht genug Ahnung 
von den Gesetzten die dahinter stecken um da von selbst weiter zu 
kommen:

Ich hab mir einige Arbeiten zu VRFA-System durchgelesen und 
rausgefunden, das man diese beiden Stoffe praktisch nur flüssig bekommt, 
indem man sie in Schwefelsäure oder Salzsäure löst.
Allerdings scheint der besitz von Schwefelsäure in der nötigen 
Konzentration seit einiger zeit nicht mehr legal zu sein.

Ich kenne mich mit dieser Thematik nicht genug aus aber, weis jemand ob 
es eventuell Möglichkeiten gibt dieses Problem zu umgehen ?
Ich dachte z.B. daran die Stoffe direkt bei dem Händler mischen zu 
lassen, dann währe es ja keine hochkonzentrierte Schwefelsäure mehr, da 
sie mit anderen Stoffen vermischt ist.
Aber ob das dann ausreicht um die Mischung legal zu erwerben konnte ich 
nicht herausfinden.

Ich stelle diese Frage hier weil ich erstens kein anderes technisches 
Forum kenne und zweitens es hier bereits einen Beitrag zu einem 
ähnlichen System gibt: Beitrag "Redox-Flow-Akku selber bauen?"

Ich habe einige Videos im Internet gefunden in denen schon kleine 
Testaufbauten umgesetzt wurden, aber ich vermute mal diese wurden immer 
in Laboren oder anderen Ländern als Deutschland (in denen man 
Schwefelsäure vermutlich einfach kaufen kann) durchgeführt.

Ich hoffe jemand kann mir da weiter helfen.

Für die die sich für den Aufbau interessieren:

Der aktuelle stand ist das ich aus Graphitplatten die Bipolar platten 
herstelle.
Sie werden durch Fräsen bearbeitet und mit Kanälen versehen.
Ich habe auch schon eine Bezugsquelle für die Membran und Dichtmaterial 
(Gummimatten die Chemisch beständig sind).
Ich habe einige Werte zur Energie und Stromdichte aus verschiedenen 
quellen bezogen und einen Zell Stack entworfen der voraussichtlich eine 
Zell-Spannung von 1,2 V und einen Lade/Entladestrom von ~6-7 A aushält.
Mein plan sieht vor einen Versuchsaufbau mit 3-4 Zellen mehrere Lade und 
entlade Zyklen durchlaufen zu lassen (habe passende Geräte um die 
Messwerte von einem Computer aufzeichnen zu lassen) und das Design dann 
eventuell noch zu optimieren.

von Εrnst B. (ernst)


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Marvin K. schrieb:
> indem man sie in Schwefelsäure oder Salzsäure löst.
> Allerdings scheint der besitz von Schwefelsäure in der nötigen
> Konzentration seit einiger zeit nicht mehr legal zu sein.

Salzsäure sollte unproblematisch sein, bei Schwefelsäure < 15% könnte es 
sein, dass nach deinem Ausweis gefragt wird, für >15% müsstest du ein 
Gewerbe anmelden.

Und weil die Schwefelsäure als "Ausgangsstoff für Sprengstoffe" gilt, 
ist der Verkäufer verpflichtet dir das mitzuteilen: dann überrascht tun, 
"das wusste ich garnicht...", sonst wird's als "verdächtige Transaktion" 
gemeldet.

: Bearbeitet durch User
von Marvin K. (m_marvin)


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Salzsäure scheint sogar besser geeignet zu sein als Schwefelsäure.
Ich bin bisher davon ausgegangen das Salzsäure aggressiver als 
Schwefelsäure ist, aber das scheint gar nicht zu so zu sein.

Aufgrund verschiedener Eigenschaften scheint der Umgang mit Salzsäure 
sogar sicherer zu sein als mit Schwefelsäure. (Auch wenn es immer noch 
eine starke, gefährliche Säure ist).

Da man die Energiedichte anscheinend um bis zu 25% erhöhen kann wenn man 
Salzsäure verwendet, scheint das die bessere Variante zu sein.

Allerdings stellt sich mir noch eine Frage.
Wenn ich die maximale Menge an Vanadium in der Salzsäure löse, ist diese 
dann immer noch extrem ... sauer/ätzend ?
Ich konnte herausfinden das die fertigen Elektrolyte immer noch 
aggressiv auf Metalle wirken, aber ich konnte nichts genaueres zu den 
genauen Eigenschaften finden.

Meine Vermutung ist das es einen schwächere Säure ist, da die 
Wasserstoff-Ionen die eine Säure ausmachen ja gebunden werden.
Aber ich bin kein Chemie-Experte, wie genau die Eigenschaften der 
Mischungen sind, muss ich, wenn es hier keiner weis, wohl durch 
probieren herausfinden.

Als Tanks hab ich (für den Testaufbau) Glas-Flaschen (zur Sicherheit 
nochmal in einer Wanne oder ähnlichem stehend) vorgesehen.
Für den späteren Aufbau doppelwandige Kunststoff-Tanks (Aus einem 
Säurefesten Kunststoff natürlich).
Ich denke das sollte in jedem Fall ausreichen

von Peter L. (oe6loe)


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Rauchende Salzsäure ist halt ein Teufelszeug, weil alles in der Nähe zu 
korrodieren beginnt, auch deine Lungen und Augen ;-)
Also gute Atemschutzmaske, Augenschutz ist sowieso Pflicht!!!!
Wennst einen Spritzer auf die Hand bekommst, schnell abspülen, daran 
stirbst du nicht sofort, aber trotzdem, langärmelige Chemie Handschuhe 
(ich verwende meine alten Elektrikerhandschuhe)
Blöder sind Spritzer auf Kleidung, weils länger einwirken kann.
Dagegen helfen günstige Kunststoffschürzen.
Im Freien zu arbeiten ist sehr empfehlenswert.

von Icke ®. (49636b65)


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Marvin K. schrieb:
> Aufgrund verschiedener Eigenschaften scheint der Umgang mit Salzsäure
> sogar sicherer zu sein als mit Schwefelsäure. (Auch wenn es immer noch
> eine starke, gefährliche Säure ist).

Sicher ist relativ. Richtig ist, daß Salzsäure auf der Haut nicht sofort 
starke Verätzungen zur Folge hat. Wenn du schnell mit Wasser abspülst, 
passiert nix weiter. Schwefelsäure ist da nicht so harmlos, bei höheren 
Konzentrationen verursacht die sehr schnell heftige Verbrennungen. 
Generell sollte beim Umgang mit Säuren besonders auf Augenschutz 
geachtet werden und eine Wasserquelle zum Spülen in der Nähe sein.

von Bernd G. (Firma: Bannerträger des Fortschritts) (berndg)


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Warum lese ich immer Fluxkompensator? Geistige Kurzschlusshandlung?

von Frank D. (Firma: Spezialeinheit) (feuerstein7)


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Gibt es für solche Dinge eigentlich ein schönes Forum oder eine Webseite 
mit Beispielen?

von Jw E. (jweu3)


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Spannende Sache, Marvin. Danke für den Bericht. Über Updates würde ich 
mich freuen, hab auch schon mit einem Selbstbau geliebäugelt...

von Purzel H. (hacky)


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Das Fachwissn scheint etwas arg limitiert zu sein. Deswegen gibt's ja 
auch die Gesetzgebung, damit nicht jeder Bastler, welcher glaubt etwas 
verstanden zu haben damit rumpanscht.
Weder hat der Poster die Messmittel etwa Chemisches zu messen, noch das 
Wissen etwas ausser mit Trial unf Error zu optimieren.

von Marvin K. (m_marvin)


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Ich hab jetzt mal ein Angebot bei dem Händler für die Elektrolyte 
angefordert.
Aber irgendwas scheint da nicht zu stimmen.

Ich habe mal die Kosten für das Elektrolyt grob überschlagen und es 
passt bei weitem nicht zu den Kosten beim Händler:

~300 - ~1000 EUR / kWh (Geschätzte Kosten bei Vanadium Systemen)
25 Wh / L Elektrolyt (Geschätzte Energiedichte)

-> 40 L Elektrolyt / kWh
-> 1000 EUR / 40 L Elektrolyt

Aber der Preis beim Händler:
1000 EUR / 2 L Elektrolyt

Und neben bei der Preis von Vanadium:
~ 30 EUR / kg

Irgendwie passt das nicht, warum ist das Elektrolyt (wobei es hier um 
das VOSO4 geht) so extrem teuer, wenn die fertigen Akkus mit Elektrolyt 
so (relativ) günstig sind ?

Kann es sein das ich hier irgend ein "besonderes" Produkt erwischt habe 
(besondere Reinheit oder so, wobei es mit 98% eigentlich den meisten 
entspricht die ich so gefunden habe) ?
Ich kann im internet aber auch keine Preise finden, das ist das erste 
Angebot was ich erhalten habe.

Der Vanadium-Preis ist auch nicht hoch genug um das zu rechtfertigen, 
und wenn müsste es ja auch VRFA-Systeme allgemein betreffen.

Hat jemand eine Idee woran das liegen könnte, und wo man das Zeug 
günstiger bekommen könnte ?

Eventuell hab ich irgendwo einen Denkfehler in meiner Rechnung, ich 
werde morgen nochmal genauer schauen, aber bei der großen Abweichung und 
einem so extrem hohen Preis, kann ich mir das irgendwie nicht 
vorstellen.

von Tilo R. (joey5337) Benutzerseite


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Marvin K. schrieb:
> Hat jemand eine Idee woran das liegen könnte, und wo man das Zeug
> günstiger bekommen könnte ?

Du bekommst halt einen Apothekenpreis. Das ist kein Allerweltsprodukt, 
das jeder Labor-Chemikalienhändler ohnehin auf Vorrat da hat.
Das wird extra für dich in der Fertigung abgefüllt, geht dann an den 
Großhändler und dann an deinen Händler. Nachvollziehbar, in gesicherten 
Transporten, mit dem dazugehörigen Papierkram. Und der dazugehörigen 
Marge auf jeder Ebene.

Billiger wird's vermutlich erst wenn du ein paar tausend Liter kaufst.

von Bernd G. (Firma: Bannerträger des Fortschritts) (berndg)


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Marvin K. schrieb:
> Der Vanadium-Preis ist auch nicht hoch genug um das zu rechtfertigen,
> und wenn müsste es ja auch VRFA-Systeme allgemein betreffen.

Warum sind manche Schaltkreise so bockteuer, obwohl Silizium so 
preiswert ist?

von Marvin K. (m_marvin)


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Tilo R. schrieb:
> as ist kein Allerweltsprodukt,
> das jeder Labor-Chemikalienhändler ohnehin auf Vorrat da hat.
> Das wird extra für dich in der Fertigung abgefüllt

Der Händler behauptet in seiner E-Mail mit dem Angebot er hätte es in 
großen Mengen auf Lager.

Bernd G. schrieb:
> Warum sind manche Schaltkreise so bockteuer, obwohl Silizium so
> preiswert ist?

Mir ist schon klar das die Verarbeitung auch Geld kostet, ich wollte 
damit nur sagen das es NICHT der Grund für den extremen Preis sein kann.

Ich frage mich halt ob es eventuell einen Günstigere Möglichkeit gibt.
Leider ist das halt wirklich ein eher seltener Stoff.

von Marvin K. (m_marvin)


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Aktuell hab ich leider sowieso Probleme mit der Fertigung der 
Bipolarplatten, daher werde ich mit der Bestellung des Electrolytes 
sowieso nochmal warten.

von Cyblord -. (cyblord)


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Marvin K. schrieb:
> Leider ist das halt wirklich ein eher seltener Stoff.

Hast du dir damit die Frage nicht beantwortet? Angebot und Nachfrage 
bestimmen den Preis. Keine subjektiven Einschätzungen und 
Wunschvorstellungen von Wertigkeiten. Das muss man den 
Altegräteverkäufern hier auch immer wieder sagen: Nur weil du glaubst 
dein Zeug ist 1000 EUR Wert, wenn das niemand zahlt hat es diesen Wert 
schlicht nicht.
Andersrum gehts auch, nur weil du denkst du müsstest hier den Liter für 
5 Euro bekommen, aber niemand verkauft unter 1000, dann ist der Wert 
schlicht so hoch.

: Bearbeitet durch User
von Alexander S. (esko) Benutzerseite


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Drei Ideen:

Frage beim Fraunhofer nach, woher die ihr Elektrolyt bekommen:
www.ict.fraunhofer.de/de/komp/ae/rfb.html

Hier ist ein Händler genannt:
www.researchgate.net/post/How_do_I_make_the_vanadium_solution

Bei dem Hersteller nachfragen, welche Händler er in Deutschland oder 
notfalls der EU beliefert. Import würde ich eher nicht selbst machen, 
außer du kennst jemand der sich damit auskennt.
vanadyl-sulfate.com

von Johann L. (gjlayde) Benutzerseite


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Alexander S. schrieb:
> vanadyl-sulfate.com

"We offer Halal and Kosher Vanadyl Sulfate or Vanadyl Sulphate"

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