Entwicklung offenporiger monolithischer Perowskitstrukturen als hybride thermische Speicher

Description: Das Projekt "Entwicklung offenporiger monolithischer Perowskitstrukturen als hybride thermische Speicher" wird/wurde ausgeführt durch: Deutsches Zentrum für Luft- und Raumfahrt e.V. (DLR) - Institut für Datenwissenschaften.Regelbare Kraftwerke, welche Strom je nach Bedarf liefern können, indem sie ihre Leistung anpassen und kurzfristig ein- und ausgeschaltet werden können, gewinnen im Kontext der Energiewende zunehmend an Bedeutung. Bei der direkten Stromgewinnung, z.B. mittels Photovoltaik oder Windkraft, muss die gewonnene elektrische Energie sofort in das Netz eingespeist werden, oder in großen Batteriespeichersystem gespeichert werden. Dafür benötigte Speichersysteme mit langfristiger Betriebszuverlässigkeit und wettbewerbsfähigen Kosten sind noch nicht kommerziell verfügbar. Wärme kann hingegen zu wesentlich geringeren Kosten als Strom gespeichert und bei Bedarf zur Stromerzeugung genutzt werden. So kann aus überschüssigem Strom erzeugte Wärme in großem Umfang und über lange Zeiträume gespeichert werden, aber auch einem CSP (Concentrated Solar Power)-Kraftwerk die notwendige Flexibilität verleihen, Wärme und Strom dann zu liefern, wenn eine große Nachfrage besteht. Dies ist eine unabdingbare Voraussetzung für die weitere kommerzielle Nutzung von CSP. Durch leistungsfähige Wärmespeicher kann der Stromgewinnungsprozess weitestgehend von der Wärmegewinnung entkoppelt werden und so das Potential der Regelbarkeit und Flexibilität optimal genutzt werden. Kommerziell verfügbar sind im Bereich von Temperaturen über 700°C aktuell lediglich Wärmespeichersysteme, welche auf dem Prinzip der sensiblen, also nicht reaktiven, Wärmespeicherung basieren. Ein Einsatz von redoxaktiven Materialien birgt das Potential, die Speicherkapazität und Effizienz von Wärmespeichersystem bedeutend zu steigern. Bei der zyklischen Reduktion und Oxidation solcher redoxaktiver Materialien kann zusätzliche Wärme gespeichert (Reduktion) und wieder entnommen werden (Oxidation). Im Projekt Porotherm-Solar werden Speichermodule aus redoxaktivem Perowskit entwickelt und unter Realbedingungen in einem Demonstrator erprobt.

SupportProgram

Origins: /Bund/UBA/UFORDAT

Tags: Solarstrom ? Elektrizität ? Energiewende ? Windenergie ? Solarthermisches Kraftwerk ? Batteriespeicher ? Stromgestehungskosten ? Stromkosten ? Wärmeerzeugung ? Wärmespeicher ? Energiebedarf ? Oxidation ? Raumfahrt ?

Region: Mühlhausen/Thüringen

Bounding boxes: 10.453° .. 10.453° x 51.2217° .. 51.2217°

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License: cc-by-nc-nd/4.0

Language: Deutsch

Organisations

• Deutsches Zentrum für Luft- und Raumfahrt e.V. (DLR) - Institut für Datenwissenschaften (Betreiber*in)
• ECT-KEMA GmbH (Mitwirkende)
• ExoMatter GmbH (Mitwirkende)
• KI Keramik-Institut GmbH (Mitwirkende)
• Kraftblock GmbH (Mitwirkende)
• Umweltbundesamt (Bereitsteller*in)
• WZR ceramic solutions GmbH (Mitwirkende)

Time ranges: 2023-10-01 - 2026-09-30

Alternatives

• Language: Englisch/English
  Title: Development of open-pore monolithic perovskite structures as hybrid thermal storage devices
  Description: Controllable power plants, which can supply electricity according to demand by adjusting their output and being switched on and off at short notice, are becoming increasingly important in the context of the energy transition. In the case of direct power generation, e.g. by means of photovoltaics or wind power, the electrical energy generated must be fed into the grid immediately or stored in large battery storage systems. Storage systems required for this with long-term operational reliability and competitive costs are not yet commercially available. Heat, on the other hand, can be stored at a much lower cost than electricity and used to generate electricity when needed. For example, heat generated from surplus electricity can be stored on a large scale and for long periods of time, but can also give a CSP (Concentrated Solar Power) plant the flexibility it needs to supply heat and electricity when there is high demand. This is a sine qua non for the continued commercial use of CSP. High-capacity thermal storage can decouple the power generation process from heat generation to the greatest extent possible, thus optimally exploiting the potential for controllability and flexibility. Currently, only heat storage systems based on the principle of sensible, i.e. non-reactive, heat storage are commercially available in the range of temperatures above 700°C. The use of redox-active materials poses the greatest risk. The use of redox-active materials has the potential to significantly increase the storage capacity and efficiency of heat storage systems. During the cyclic reduction and oxidation of such redox-active materials, additional heat can be stored (reduction) and extracted again (oxidation). In the Porotherm-Solar project, storage modules made of redox-active perovskite are being developed and tested under real conditions in a demonstrator. https://ufordat.uba.de/UFORDAT/pages/PublicRedirect.aspx?TYP=PR&DSNR=1119680

Status

Aktiv

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