For­schung im Bereich orga­ni­sche Batterien

Die soge­nann­ten Redox-Flow-Bat­te­rien (RFB) stel­len ein viel­ver­spre­chen­des Kon­zept für die Spei­che­rung erneu­er­ba­rer elek­tri­scher Ener­gie dar. Bei die­sem beson­ders für sta­tio­nä­re Anwen­dun­gen geeig­ne­ten Bat­te­rie­typ wird die Ener­gie in Tanks mit flüs­si­gen Elek­tro­ly­ten gespei­chert, wäh­rend die Leis­tung durch die Flä­che der Zel­len bestimmt wird. Beson­ders weit ent­wi­ckelt sind RFB auf der Basis von Vana­di­um­sal­zen als Ener­gie­trä­ger. Sie kom­men bereits in zahl­rei­chen Anla­gen zum Ein­satz. Aller­dings hat das Vana­di­um auch einen erheb­li­chen Anteil an den Gesamt­kos­ten der Bat­te­rie, sodass nach preis­güns­ti­ge­ren Alter­na­ti­ven gesucht wird.
Eine Mög­lich­keit stellt der Über­gang von Metall­sal­zen als Ener­gie­trä­ger auf orga­ni­sche Mole­kü­le dar. Wegen der gro­ßen Viel­falt der mög­li­chen Ver­bin­dun­gen, die teil­wei­se auch aus nach­wach­sen­den Roh­stof­fen her­ge­stellt wer­den kön­nen, wer­den orga­ni­sche RFB seit eini­gen Jah­ren inten­siv beforscht. Eine wich­ti­ge noch zu lösen­de Fra­ge­stel­lung ist die Lang­zeit­sta­bi­li­tät der orga­ni­schen Ener­gie­trä­ger, die sich anders als anor­ga­ni­sche Sal­ze bei den elek­tro­che­mi­schen Pro­zes­sen zer­set­zen kön­nen. Auch hin­sicht­lich der Details der Pro­zes­se an den Koh­len­stoff­elek­tro­den sind noch eine gan­ze Rei­he von wis­sen­schaft­li­chen Fra­gen zu klären.
Luis Fer­nan­do Are­nas wird in den kom­men­den zwei Jah­ren orga­ni­sche Redox-Flow-Bat­te­rien in der Arbeits­grup­pe von Pro­fes­sor Tho­mas Turek am For­schungs­zen­trum Ener­gie­spei­cher­tech­no­lo­gien (EST) der TU Claus­thal in Gos­lar unter­su­chen. Dort wur­den in den ver­gan­ge­nen Jah­ren ver­schie­de­ne Pro­jek­te zur Ent­wick­lung von vana­di­um­ba­sier­ten RFB durch­ge­führt, und die Arbeits­grup­pe ver­fügt über umfang­rei­che Test­ein­rich­tun­gen zum Mes­sen der Leis­tungs­da­ten von Kom­po­nen­ten der RFB wie Elek­tro­den, Mem­bra­nen und Bipo­lar­plat­ten. Die dabei ent­wi­ckel­ten Grund­la­gen und Metho­den sol­len nun auf orga­ni­sche Redox-Flow-Bat­te­rien über­tra­gen werden.
Luis Fer­nan­do Are­nas ist Tech­ni­scher Che­mi­ker und erwarb sei­nen Mas­ter­ab­schluss 2013 an der Uni­ver­si­tät von Coahui­la in Mexi­ko. Anschlie­ßend ging er an die Uni­ver­si­tät von Sout­hamp­ton und pro­mo­vier­te dort 2017 in der renom­mier­ten Arbeits­grup­pe von Pro­fes­sor Frank C. Walsh mit einer Arbeit zu RFB auf der Basis von Zink und Cer.
Seit­dem ist er wei­ter­hin als Gast­wis­sen­schaft­ler an der Uni­ver­si­tät von Sout­hamp­ton tätig und Mit­glied des Exe­ku­tiv­aus­schus­ses der Elec­tro­che­mi­cal Tech­no­lo­gy Group der Socie­ty of Che­mi­cal Indus­try. Dar­über hin­aus enga­giert er sich am Natio­nal Insti­tu­te of Electri­ci­ty and Clean Ener­gy (INEEL) in Cuer­na­va­ca, Mexi­ko, und ist bera­tend für Unter­neh­men der elek­tro­che­mi­schen Indus­trie, unter ande­rem für Chloral­ka­li­fir­men in Mon­ter­rey, Mexi­ko, tätig. 2019 wur­de er mit dem Schwä­bisch Gmünd Pri­ze der Euro­pean Aca­de­my of Sur­face Tech­no­lo­gy ausgezeichnet.