Redox-Flow-Batterien speichern elektrische Energie in chemischen Verbindungen, die in einem Elektrolyten gelöst sind. Als stationäre Energiespeicher sind sie eine besonders vielversprechende Alternative zu Lithium-Ionen-Batterien. Einem Team um Prof. Dr. Ingo Krossing vom Institut für Anorganische und Analytische Chemie der Universität Freiburg ist es gelungen, eine nichtwässrige All‑Manganese Flow Batterie (All‑MFB) zu entwickeln, die nachhaltiges Mangan als Aktivmaterial verwendet und hat eine lange Lebensdauer.
Aktive Materialien sind chemische Stoffe, die zum Speichern von Energie in Batterien benötigt werden. Das bisherige Aktivmaterial, das Element Vanadium, haben die Freiburger Wissenschaftler nun durch das viel häufiger vorkommende Element Mangan ersetzt. Krossing und sein Team gehen einen neuen Weg, um das nachhaltige Mangan in der Batterie einzusetzen: Bisher wurde die Kopplung der Ablagerung von Mangan in seiner elementaren Form mit der Oxidation von Mangan in der Oxidationsstufe +II zu Mangan +III nicht zur Speicherung genutzt elektrochemische Energie. Die neu entwickelte Batterie erreicht eine etwa doppelt so hohe Energiedichte im Vergleich zur Standard-Redox-Flow-Batterie mit Vanadium.
„Mit den in unserer Publikation vorgestellten Elektrolyten sind Energiedichten von bis zu 74 Wh L–1 möglich“, erklärt Krossing. „Das war schon im ersten Anlauf weit besser als die seit 1978 erforschte Energiedichte der Vanadium-Redox-Flow-Batterie.“ Eine weitere Optimierung der Batterie sei notwendig, so der Freiburger Chemiker, „aber dieses System beschreibt ein neues und viel versprechendes Design für“ nachhaltiger stationäre Energiespeicher.“