CMBlu Organic-Flow-Batterien

CMBlu aus Alzenau bei Frankfurt am Main ist eines der weltweit führenden Unternehmen im Bereich organischer Redox-Flow-Batterien. In Zusammenarbeit mit führenden Hochschularbeitsgruppen und Industriepartnern forscht und entwickelt CMBlu an umweltfreundlichen Redox-Flow-Batterien mit Hilfe von Lignin basierten Elektrolyten.

Organic-Flow-Batterien sind Redox-Flow-Batterien mit einem organischen Elektrolyten und können als nachhaltige, stationäre Stromspeicher im Stromnetz zum Ausgleich zwischen der Erzeugung und dem Verbrauch flexibel eingesetzt werden. Dabei gibt es vielseitige Anwendungen beispielsweise bei der Zwischenspeicherung von erneuerbaren Energien oder bei der Glättung von Lastspitzen in Industriebetrieben. Ein weiteres Einsatzgebiet ist die Ladeinfrastruktur für die Elektromobilität.

Organic-Flow-Batterien von CMBlu können auch als Pufferspeicher zur Entlastung von Mittelspannungsnetzen beitragen, die für zusätzliche Lasten nicht aufgerüstet werden müssen. Letztlich wird ein dezentralisiertes Ladenetz für Elektrofahrzeuge nur mit leistungsfähigen und skalierbaren Energiespeichern, wie den Organic-Flow-Batterien möglich sein.

Die zugrunde liegende Funktionsweise ähnelt dem Prinzip konventioneller Redox-Flow-Batterien. Dabei wird die elektrische Energie in chemischen Verbindungen gespeichert, wobei die Reaktionspartner in wässriger Form als Elektrolyt vorliegen. Im Gegensatz zu herkömmlichen, metall-basierten Systemen verwendet CMBlu organische Moleküle aus Lignin für die Speicherung.

Lignin ist Bestandteil der Struktur einer jeden Pflanze wie beispielsweise Bäume oder Gräser. Es ist eine natürlich nachwachsende Quelle und fällt etwa in der Zellstoff- und Papierproduktion als Abfallprodukt im Millionen-Tonnen-Maßstab an. CMBlu nutzt somit eine dauerhaft verfügbare, umweltfreundliche Quelle für eine großtechnische Energiespeicherung.

CMBlu hat dazu alle elektrotechnischen Komponenten im Energiewandler an diesen Elektrolyten angepasst und auf kosteneffiziente Massenproduktion ausgelegt. Die nahezu vollständige Wertschöpfungskette für die Batterien kann lokal abgedeckt werden. Es entstehen keine Importabhängigkeiten von einzelnen Ländern. Zudem verwenden die Speicher keine seltenen Erden oder Schwermetalle, sind nicht brennbar und können daher sehr sicher betrieben werden. Aufgrund ihrer Funktionsweise kann die Kapazität eines Organic-Flow-Systems von CMBlu unabhängig zu der elektrischen Leistung skaliert werden und ist nur durch die Größe der Tanks und Elektrolytmenge limitiert.

Die CMBlu Projekt AG hat in Zusammenarbeit mit Forschungsgruppen deutscher Hochschulen die neue, erneuerbare Speichertechnologie „Organic Flow“ für Stromnetze bis zur Prototypenreife entwickelt.

Im Dezember 2018 hat die CMBlu Projekt AG einen langfristigen Kooperationsvereinbarung mit der Schaeffler AG & Co. KG (Joint Development Agreement, JDA) für die Entwicklung von großtechnischen Energiespeichern mit dem Ziel der Bereitstellung marktreifer, voll industrialisierter Produkte bekannt gegeben. Schaeffler und CMBlu wollen demnach gemeinsam kommerzielle Organic Flow-Speicher entwickeln und herstellen, die dann durch CMBlu vertrieben werden.

Das Ziel beider Partner ist es, die weltweite Industrialisierung von großtechnischen Energiespeichern voranzutreiben. Schaeffler bringt insbesondere Kompetenzen auf dem Gebiet der Beschichtungstechnologie und Großserienfertigung in die Industrialisierung der CMBlu Stromspeicher ein.

Im März 2019 haben CMBlu und MANN+HUMMEL eine Kooperation bekanntgegeben: Ziel beider Partner ist es, durch den Ausbau der Ladeinfrastruktur die Elektromobilität zu unterstützen. Dazu bringt MANN+HUMMEL seine Expertise im Bereich Filtration sowie Großserienproduktion aus der Automobilindustrie ein.

Im langfristigen Kooperationsvertrag mit MANN+HUMMEL wird die weitere Entwicklung und Industrialisierung der Batterie-Stacks geregelt. Das operative Management übernimmt das MANN+HUMMEL-Spin-Off i2M GmbH (innovation-to-market). Im nächsten Schritt baut MANN+HUMMEL eine komplette Fertigungslinie in einem Werk in Europa auf.

Die nächsten Schritte von CMBlu umfassen den Aufbau der vollständigen Lieferkette mit weiteren Industriepartnern für alle Kernkomponenten, die als Vorprodukte im Batteriesystem zum Einsatz kommen. Es wurde eine Prototypenfertigung in Alzenau eingerichtet. CMBlu hat mit Referenzkunden bereits Verträge geschlossen, um ausgewählte Pilotprojekte in den nächsten zwei Jahren zu realisieren. Ab 2021 sind die ersten kommerziellen Systeme geplant.