Lehrstuhl für Thermodynamik (LTD)

Wissenschaftliche Mitarbeiterin

M.Sc. Jana Heiß

FB Maschinenbau und Verfahrenstechnik
Lehrstuhl für Thermodynamik
Technische Universität Kaiserslautern
Erwin-Schrödinger-Straße 44
Gebäude 44/554
67663 Kaiserslautern
Tel.: +49(0)631 205-4008
Fax: +49(0)631 205-3835
E-Mail:  jana.heiss(at)mv.uni-kl.de

Projektbeschreibung

Bei der Energiegewinnung durch regenerative Energien kommt es zu zeitlichen Fluktuationen. Daher sind Energiespeicher zur Entlastung des Netzes notwendig. Die All-Vanadium Redox-Flow-Batterie (AVRFB) ist eine vielversprechende Technologie zur elektrochemischen Energiespeicherung und kann einen wichtigen Beitrag zum Gelingen der Energiewende leisten. In Redox-Flow-Batterien werden die Elektrolyte aus Vorratstanks durch zwei Halbzellen einer elektrochemischen Zelle gepumpt, in der Redoxreaktionen ablaufen. Hierdurch kann die Batterie Energie speichern oder Arbeit leisten. Die Besonderheit der AVRFB ist, dass in den schwefelsauren wässrigen Lösungen beider Halbzellen Vanadiumspezies verschiedener Oxidationsstufen eingesetzt werden. Eine bedeutende Kenngröße der AVRFB ist die reversible Zellspannung, die im elektrochemischen Gleichgewicht, also im stromlosen Zustand, an der Zelle anliegt. Die reversible Zellspannung wird durch die Nernst-Gleichung beschrieben, in die unter anderem die Aktivitätskoeffizienten der Spezies in den AVRFB-Elektrolytlösungen einfließen. Da diese Aktivitätskoeffizienten jedoch unbekannt sind, werden sie in der Literatur bei Berechnungen aktuell vernachlässigt. Hieraus resultieren große Unsicherheiten bei der Entwicklung von Modellen für die AVRFB.

Ziel ist es, ein thermodynamisches Modell für die Aktivitätskoeffizienten in den AVRFB-Elektrolytlösungen zu entwickeln, sodass die Nernst-Gleichung anwendbar wird. Hierzu werden umfangreiche Messungen der Aktivität mit der isopiestischen Methode sowie Messungen der reversiblen Zellspannung durchgeführt. Mit dem thermodynamischen Modell werden die Löslichkeitsprodukte der verschiedenen Vanadiumsalze aus publizierten Löslichkeitsdaten ermittelt. Auf dieser Basis erfolgt anschließend eine systematische Optimierung der Elektrolytzusammensetzung.

Vorlesungsbetreuung / Sprechzeiten

 

Vorlesungsbetreuung

  • Thermodynamik der Mischungen (WS 2021/22)

Sprechzeiten

Nach Vereinbarung

Veröffentlichungen / Vorträge / Poster

Veröffentlichungen

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Vorträge

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Poster

  • -

Werdegang

10/2013 - 06/2021Studium der Bio- und Chemieingenieurwissenschaften an der Technischen Universität Kaiserslautern (Abschluss: M.Sc.)
seit 09/2021Wissenschaftliche Mitarbeiterin am Lehrstuhl für Thermodynamik (LTD), Technische Universität Kaiserslautern

 

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