# Waterstofbromide-flowbatterij

Om duurzame energie betaalbaar op te slaan, hebben onderzoekers van de Technische Universiteit Eindhoven een batterij ontwikkeld die voldoende zonne-energie kan opslaan om een kantoor enkele weken van elektrische energie te voorzien. Deze batterij is een waterstofbromideflowbatterij (HBFB) en heeft de grootte van een aantal zeecontainers.

Een HBFB bevat een oplossing van het zuur waterstofbromide (HBr) in water. Deze oplossing bevat de deeltjes H+ (aq) en Br– (aq). De zure oplossing wordt door een pomp door de batterij gepompt. Een laagje polypropeen aan de binnenzijde van de pomp beschermt deze tegen de hoge zuurgraad.

De HBFB bevat vijftig elektrochemische cellen die met elkaar zijn verbonden. Elke elektrochemische cel bestaat uit twee halfcellen: een HBr-halfcel en een H2-halfcel. Zie figuur 1. De HBr-halfcel bevat een poreuze elektrode van koolstof waar de zure HBr-oplossing doorheen
wordt gepompt. De H2-halfcel bevat ook een poreuze elektrode van koolstof. De halfcellen worden van elkaar gescheiden door een membraan dat H+-ionen doorlaat.

Wanneer een HBFB voor de eerste keer wordt opgeladen, worden in de HBr-halfcel de Br–-ionen omgezet tot Br3–-ionen. In de H2-halfcel worden H+-ionen die door het membraan zijn gegaan, omgezet tot waterstofgas.
Tijdens het opladen treden de volgende halfreacties op:

HBr-halfcel: 3 Br– (aq) --> Br3– (aq) + 2 e–
H2-halfcel: 2 H+ (aq) + 2 e– --> H2 (g)

Hieronder is de elektrochemische cel nogmaals schematisch weergegeven.

Figuur 2 geeft een vereenvoudigde weergave van de HBFB. In plaats van 50 elektrochemische cellen zijn er maar 5 getekend.

De HBr-halfcellen zijn aangesloten op een voorraadvat met HBr-oplossing. Hierin komt na het opladen ook Br3– terecht. Uit voorzorg is rond dit voorraadvat een opvangbak met calciumcarbonaat geplaatst.
Wanneer de zure HBr-oplossing zou lekken, ontstaat een gevaarlijke situatie. Het calciumcarbonaat vermindert dit gevaar.

De H2-halfcellen zijn aangesloten op 4 voorraadvaten met waterstof. Het volume van elk vat is 50 m3.
De dichtheid van H2 in een opgeladen HBFB is 0,732 kg m–3.
Uiteindelijk wordt 89% van deze hoeveelheid H2 omgezet tijdens stroomlevering. Hierbij komt 2,4∙105 J per mol H2 vrij.