Redox-Flow-Batterien: Prinzip, Vorteile und Nachteile

Question 1

Welches der folgenden Materialien wird als Elektrolyt in Redox-Flow-Batterien eingesetzt?

Accepted Answer

Vanadium-Redox-Paar (Vanadium(II)/Vanadium(III))

Answer

Lithium-Ionen

Answer

Bleisäure

Answer

Natrium-Nickelchlorid

Question 2

Was ist ein Hauptnachteil von Redox-Flow-Batterien?

Accepted Answer

Hohe Kosten

Answer

Geringe Energiedichte

Answer

Giftige Elektrolyte

Answer

Kurze Lebensdauer

Question 3

Welche der folgenden Technologien wird in Redox-Flow-Batterien zur Speicherung chemischer Energie genutzt?

Accepted Answer

Elektrolyse

Answer

Photovoltaik

Answer

Brennstoffzellen

Answer

Windkraft

Question 4

Welche Komponente einer Redox-Flow-Batterie ist für die Trennung der Elektrolyten verantwortlich?

Accepted Answer

Ionenaustauschermembran

Answer

Separator

Answer

Elektroden

Answer

Speichertanks

Question 5

Wie wird der Wirkungsgrad einer Redox-Flow-Batterie berechnet?

Accepted Answer

Verhältnis von abgegebener Energie zu gespeicherter Energie

Answer

Verhältnis von geladener Energie zu gespeicherter Energie

Answer

Verhältnis von Durchflussrate zu Konzentration

Answer

Verhältnis von Elektrodenfläche zu Volumen

Question 6

Welches Prinzip beschreibt die Funktionsweise von Redox-Flow-Batterien am treffendsten?

Accepted Answer

Elektrochemische Redox-Reaktion zwischen zwei getrennten Flüssigelektrolyten

Answer

Elektrostatische Anziehung von Ionen

Answer

Ladungsspeicherung in Festkörpermaterialien

Question 7

Welche Komponente ist für die Speicherung der elektrochemischen Energie in Redox-Flow-Batterien verantwortlich?

Accepted Answer

Flüssigelektrolyte

Answer

Stromkollektoren

Answer

Membran

Answer

Elektroden

Question 8

In welchem Jahrzehnt wurde das grundlegende Konzept der Redox-Flow-Batterien entwickelt?

Accepted Answer

1970er

Answer

1940er

Answer

1990er

Answer

2010er

Question 9

Welche Komponente ist kein wesentlicher Bestandteil einer Redox-Flow-Batterie?

Accepted Answer

Elektrolytpumpe

Answer

Elektroden

Answer

Elektrolytbehälter

Answer

Membran

Question 10

Welches Funktionsprinzip beschreibt eine Redox-Flow-Batterie?

Accepted Answer

Elektrochemische Reduktion und Oxidation von Ionen in zwei getrennten Elektrolyten

Answer

Mechanische Trennung von Ladungsträgern durch eine physikalische Barriere

Answer

Elektrochemische Reduktion und Oxidation von Molekülen in einem gemeinsamen Elektrolyten

Question 11

Welches Material wird häufig als Elektrodenmaterial in Redox-Flow-Batterien verwendet?

Accepted Answer

Aktivkohle

Answer

Aluminium

Answer

Blei

Answer

Lithium

Question 12

Welche Aussage zur Lebensdauer von Redox-Flow-Batterien ist falsch?

Accepted Answer

Sie ist unbegrenzt

Answer

Sie ist in der Regel deutlich länger als die von herkömmlichen Batterien

Answer

Sie kann durch geeignete Wartung verlängert werden

Answer

Sie hängt von der Tiefe der Entladung ab

Question 13

Welches Grundprinzip liegt Redox-Flow-Batterien zugrunde?

Accepted Answer

Redox-Reaktionen

Answer

Elektrostatische Entladung

Answer

Kristalline Übergänge

Question 14

Welches Material wird in der Regel als positive Elektrode in Redox-Flow-Batterien verwendet?

Accepted Answer

Vanadiumverbindungen

Answer

Lithium

Answer

Blei

Answer

Eisen

Question 15

Welcher Vorteil zeichnet Redox-Flow-Batterien im Vergleich zu herkömmlichen Batterien aus?

Accepted Answer

Flexible Skalierbarkeit von Kapazität und Leistung

Answer

Höhere Energiedichte

Answer

Geringere Selbstentladungsrate

Answer

Schnellere Ladezeiten

Question 16

Welche Komponente ist für die Trennung der Elektrolytlösungen in Redox-Flow-Batterien verantwortlich?

Accepted Answer

Ionenaustauschmembran

Answer

Elektrisches Feld

Answer

Separierendes Gel

Answer

Poröse Barriere

Question 17

Welches Material wird üblicherweise für die Membran in Redox-Flow-Batterien verwendet?

Accepted Answer

Nafion

Answer

Teflon

Answer

Cellulose

Answer

Glasfaser

Question 18

Welches Redox-Paar wird in typischen Vanadium-Redox-Flow-Batterien verwendet?

Accepted Answer

Vanadium(II)/Vanadium(III) und Vanadium(IV)/Vanadium(V)

Answer

Eisen(II)/Eisen(III) und Kupfer(I)/Kupfer(II)

Answer

Zink/Zinkion und Blei/Bleidioxid

Question 19

Welches grundlegende Prinzip beschreibt die Funktionsweise von Redox-Flow-Batterien?

Accepted Answer

Elektrochemische Reaktionen zwischen löslichen Redox-Paaren

Answer

Kondensation und Verdunstung von Flüssigkeiten

Answer

Mechanische Bewegung, die Elektrizität erzeugt

Answer

Direkte Umwandlung von chemischer Energie in elektrische Energie

Question 20

Welche Komponente einer Redox-Flow-Batterie speichert die Energie?

Accepted Answer

Elektrolyt

Answer

Elektroden

Answer

Membran

Answer

Stack

Question 21

Welcher der folgenden Vorteile zeichnet Redox-Flow-Batterien aus?

Accepted Answer

Hohe Lebensdauer

Answer

Sehr schnelles Laden und Entladen

Answer

Niedrige Anschaffungskosten

Answer

Extrem hohe Energiedichten

Question 22

Was ist eine wesentliche Einschränkung von Redox-Flow-Batterien?

Accepted Answer

Relativ geringe Energiedichte im Vergleich zu Feststoffbatterien

Answer

Empfindlichkeit gegenüber Temperaturschwankungen

Answer

Hohe Selbstentladungsrate

Question 23

Welches Material wird häufig als Elektrolyt in Redox-Flow-Batterien verwendet?

Accepted Answer

Vanadium

Answer

Nickel

Answer

Lithium

Answer

Blei

Question 24

Was ist die Aufgabe der Membran in einer Redox-Flow-Batterie?

Accepted Answer

Trennwand zwischen den Elektrolytlösungen

Answer

Spannungsregelung

Answer

Aktiver Elektrodenträger

Answer

Ladungsträgertransport

Question 25

Für welchen Anwendungsbereich sind Redox-Flow-Batterien besonders geeignet?

Accepted Answer

Stationäre Energiespeicherung in groß angelegten Systemen

Answer

Notstromversorgung für kurze Zeiträume

Answer

Mobile Geräte

Answer

Start-Stopp-Systeme in Fahrzeugen

Question 26

Welche Aussage zur Skalierbarkeit von Redox-Flow-Batterien ist korrekt?

Accepted Answer

Sie können einfach durch Hinzufügen zusätzlicher Elektrolyttanks skaliert werden

Answer

Ihre Skalierung ist auf kleine Systeme beschränkt

Answer

Sie erfordern eine komplexe Steuerung für die parallele Schaltung

Question 27

Welcher der folgenden Punkte ist ein Hauptvorteil von Redox-Flow-Batterien im Vergleich zu herkömmlichen Batterien?

Accepted Answer

Skalierbare Speicherkapazität durch unabhängige Dimensionierung von Elektrolyt und Zellen

Answer

Höhere Energiedichte pro Zelle

Answer

Geringere Lebensdauer

Answer

Kostengünstigere Herstellung

Question 28

Welche Komponente einer Redox-Flow-Batterie ist für die Speicherung der chemischen Energie verantwortlich?

Accepted Answer

Elektrolyt

Answer

Stromrichter

Answer

Membran

Answer

Elektroden

Question 29

Welche Art von Komponente wird verwendet, um in Redox-Flow-Batterien die Elektrolyten voneinander zu trennen?

Accepted Answer

Membran

Answer

Elektrode

Answer

Separator

Question 30

Welches potenzielle Problem ist mit der Verwendung von Vanadium-Ionen-Elektrolyten in Redox-Flow-Batterien verbunden?

Accepted Answer

Korrosionsrisiko an den Komponenten

Answer

Erhöhte Kosten

Answer

Geringere Energiedichte

Answer

Kürzere Lebensdauer

Question 31

Für welche Anwendung sind Redox-Flow-Batterien am besten geeignet?

Accepted Answer

Stationäre Energiespeicherung

Answer

Portable Elektronik

Answer

Antrieb von Elektrofahrzeugen

Answer

Notstromversorgungen

Question 32

Wovon hängt die Spannung einer Redox-Flow-Batterie primär ab?

Accepted Answer

Redoxpotentialdifferenz zwischen den Elektrodenmaterialien

Answer

Anzahl der Zellen in der Batterie

Answer

Volumen des Elektrolyttanks

Question 33

Welche Funktion haben Katalysatoren in Redox-Flow-Batterien?

Accepted Answer

Beschleunigung der elektrochemischen Reaktionen

Answer

Trennung der Elektrolyte

Answer

Kontrolle der Richtung des Energieflusses

Answer

Verhinderung von Korrosion

Question 34

Welche Sicherheitsüberlegung ist bei der Handhabung von Redox-Flow-Batterien besonders wichtig?

Accepted Answer

Vorsichtiger Umgang mit ätzenden Elektrolyten

Answer

Gefahr durch hohe Spannung

Answer

Explosionsgefahr

Answer

Brandgefahr

Question 35

Welches Prinzip liegt Redox-Flow-Batterien zugrunde?

Accepted Answer

Speicherung chemischer Energie durch reversible Redox-Reaktionen an Anode und Kathode

Answer

Ladungstrennung durch Elektrolyse

Answer

Umwandlung von chemischer in elektrische Energie durch elektrochemische Reaktionen

Question 36

Welche Komponenten sind für die Speicherung der Elektrolyte in Redox-Flow-Batterien verantwortlich?

Accepted Answer

Tanks

Answer

Elektroden

Answer

Membran

Answer

Pumpen

Question 37

Welcher Vorteil von Redox-Flow-Batterien gegenüber herkömmlichen Batterien ergibt sich aus ihrer modularen Bauweise?

Accepted Answer

Skalierbarkeit der Kapazität und Leistung

Answer

Verbesserte Zyklenfestigkeit

Answer

Höhere Energiedichte

Answer

Geringere Selbstentladung

Question 38

Welche Einschränkung von Redox-Flow-Batterien ist auf ihre im Vergleich zu herkömmlichen Batterien niedrigere Energiedichte zurückzuführen?

Accepted Answer

Begrenzte Reichweite in Elektrofahrzeugen

Answer

Limitierte Speicherkapazität

Answer

Erhöhte Betriebskosten

Answer

Schnellere Entladung

Question 39

Welche Redox-Reaktion findet an der Anode einer Redox-Flow-Batterie statt?

Accepted Answer

Oxidation

Answer

Disproportionierung

Answer

Reduktion

Answer

Komproportionierung

Question 40

Welcher Elektrolyt wird in einer typischen Vanadium-Redox-Flow-Batterie verwendet?

Accepted Answer

Vanadium(II)- und Vanadium(III)-Sulfatlösung

Answer

Zink-Brom-Lösung

Answer

Natrium-Nickel-Chlorid-Lösung

Answer

Eisen(II)- und Eisen(III)-Chloridlösung

Question 41

Welche Membranart wird in Redox-Flow-Batterien eingesetzt, um die Elektrolyte voneinander zu trennen?

Accepted Answer

Selektive ionenaustauschende Membran (IEM)

Answer

Nicht-ionenaustauschende Membran

Answer

Protonenleitende Membran

Answer

Elektronenleitende Membran

Question 42

Welche Zukunftsaussichten bestehen für die Weiterentwicklung von Redox-Flow-Batterien?

Accepted Answer

Verbesserung der Energiedichte, Reduzierung der Kosten und Steigerung der Effizienz

Answer

Vollständiger Ersatz herkömmlicher Batterien in allen Anwendungen

Answer

Einsatz ausschließlich in der Raumfahrt

Question 43

Welche Komponente in einer Redox-Flow-Batterie ist direkt für die Speicherung der elektrischen Energie verantwortlich?

Accepted Answer

Elektrolyt

Answer

Elektroden

Answer

Membran

Answer

Speicherbehälter

Question 44

Welches Material wird häufig als Elektrolyt in Redox-Flow-Batterien eingesetzt?

Accepted Answer

Vanadium

Answer

Nickel

Answer

Blei

Answer

Lithium

Question 45

Was ist die Hauptfunktion der Membran in einer Redox-Flow-Batterie?

Accepted Answer

Trennung der Elektrolytlösungen und Verhinderung eines direkten Kontakts

Answer

Speicherung von Energie in Form von chemischen Verbindungen

Answer

Regulierung des Ladestroms durch Anpassung des Widerstands

Answer

Übertragung von Ladungsträgern zwischen den Elektroden

Question 46

In welchen Anwendungsbereichen werden Redox-Flow-Batterien typischerweise eingesetzt?

Accepted Answer

Großspeicher für erneuerbare Energien, z.B. zur Netzstabilisierung

Answer

Elektromobilität (Elektroautos)

Answer

Notstromversorgung in Haushalten

Answer

Portable Elektronik

Question 47

Welche Aussage über Redox-Flow-Batterien trifft zu?

Accepted Answer

Sie sind skalierbar und lassen sich in verschiedenen Größen bauen, um unterschiedliche Energiemengen zu speichern.

Answer

Sie sind für Tiefentladungen ungeeignet und können dadurch beschädigt werden.

Answer

Sie haben eine hohe Selbstentladungsrate, d.h. sie verlieren schnell an Energie, wenn sie nicht verwendet werden.

Question 48

Welche Größe beeinflusst die Kapazität einer Redox-Flow-Batterie am stärksten?

Accepted Answer

Volumen des Elektrolyten

Answer

Temperatur des Systems

Answer

Größe der Elektroden

Answer

Art der Membran

Question 49

Wie funktioniert eine Redox-Flow-Batterie am besten beschrieben?

Accepted Answer

Chemische Energie wird durch reversible Redoxreaktionen zwischen zwei Elektrolytlösungen gespeichert und entladen.

Answer

Mechanische Energie wird in elektrische Energie umgewandelt und durch elektromagnetische Induktion gespeichert.

Answer

Lichtenergie wird in chemische Energie umgewandelt und in Form von Brennstoffen gespeichert.

Answer

Elektrische Energie wird in Wärmeenergie umgewandelt und in einem thermischen Speicher gespeichert.

Question 50

Welche der folgenden Komponenten ist NICHT Bestandteil einer typischen Redox-Flow-Batterie?

Accepted Answer

Solarpanel

Answer

Elektroden

Answer

Membran

Answer

Elektrolytbehälter

Question 51

Welcher Nachteil ist typisch für Redox-Flow-Batterien?

Accepted Answer

Geringere Energiedichte im Vergleich zu Lithium-Ionen-Batterien.

Answer

Kurze Lebensdauer und hohe Wartungskosten.

Answer

Geringe Skalierbarkeit und Flexibilität im Einsatz.

Answer

Hohe Selbstentladerate bei längerer Lagerung.

Question 52

Welches Material wird üblicherweise als Elektrolyt in einer Vanadium-Redox-Flow-Batterie eingesetzt?

Accepted Answer

Vanadiumsulfat

Answer

Lithium-Ionen

Answer

Natriumchlorid

Answer

Schwefelsäure

Question 53

Welche Anwendung ist am besten für den Einsatz von Redox-Flow-Batterien geeignet?

Accepted Answer

Energiespeicherung im Netzmaßstab zur Stabilisierung des Stromnetzes.

Answer

Notstromversorgung in Privathaushalten.

Answer

Stromversorgung von Smartphones und Laptops.

Answer

Hybridfahrzeuge und Elektroautos.

Question 54

Was ist der Hauptgrund für die begrenzte Lebensdauer einer Redox-Flow-Batterie?

Accepted Answer

Verschleiß der Membran durch Diffusion des Elektrolyten.

Answer

Abnahme der Kapazität der Elektroden durch chemische Reaktionen.

Answer

Korrosion der Elektroden durch den Elektrolyten.

Answer

Verlust an Elektrolyt durch Verdunstung.

Question 55

Welche Eigenschaft beschreibt die Energiekapazität einer Redox-Flow-Batterie?

Accepted Answer

Die Gesamtmenge an Energie, die gespeichert werden kann.

Answer

Die Effizienz der Energieumwandlung.

Answer

Die Rate, mit der Energie gespeichert oder entladen werden kann.

Answer

Die Zeit, die die Batterie geladen oder entladen werden kann.

Question 56

Welche Technologie bietet eine vergleichbare Anwendung wie Redox-Flow-Batterien im Bereich der Energiespeicherung?

Accepted Answer

Pumped Hydro Storage (Pumpspeicherkraftwerk).

Answer

Lithium-Ionen-Batterien.

Answer

Brennstoffzellen.

Answer

Kondensatoren.

Question 57

Was ist der Hauptvorteil von Redox-Flow-Batterien im Vergleich zu herkömmlichen Batterien?

Accepted Answer

Skalierbarkeit der Energiespeicherkapazität

Answer

Schnellere Ladezeiten

Answer

Höhere Energiedichte

Answer

Geringere Selbstentladung

Question 58

Welche Komponente in einer Redox-Flow-Batterie ist für die Energiespeicherung verantwortlich?

Accepted Answer

Elektrolyt

Answer

Elektroden

Answer

Tanks

Answer

Membran

Question 59

Wie funktioniert die Energieentladung in einer Redox-Flow-Batterie?

Accepted Answer

Durch den Fluss des Elektrolyten zwischen den Tanks und die Redoxreaktionen an den Elektroden.

Answer

Durch die elektrochemische Umwandlung von Wasserstoff in Energie.

Answer

Durch die Absorption und Freisetzung von Wärmeenergie.

Question 60

Welche der folgenden Aussagen ist KEIN Nachteil von Redox-Flow-Batterien?

Accepted Answer

Hohe Energiedichte

Answer

Hohe Anschaffungskosten

Answer

Geringe Leistungsdichte

Answer

Geringerer Wirkungsgrad

Question 61

In welchen Anwendungsbereichen werden Redox-Flow-Batterien besonders eingesetzt?

Accepted Answer

Stationäre Energiespeicher für erneuerbare Energien

Answer

Elektrofahrzeuge

Answer

Handys und Laptops

Question 62

Was versteht man unter dem Begriff 'Redoxreaktion' im Zusammenhang mit Redox-Flow-Batterien?

Accepted Answer

Eine chemische Reaktion, bei der Elektronen übertragen werden.

Answer

Eine chemische Reaktion, bei der Wärme freigesetzt wird.

Answer

Eine physikalische Reaktion, die Energie speichert.

Question 63

Welche Art von Elektrolyten wird typischerweise in Redox-Flow-Batterien eingesetzt?

Accepted Answer

Metallkomplexe

Answer

Säuren

Answer

Salzlösungen

Answer

Basen

Question 64

Was ist der Unterschied zwischen einer Redox-Flow-Batterie und einer Brennstoffzelle?

Accepted Answer

Redox-Flow-Batterien speichern Energie chemisch, Brennstoffzellen wandeln Brennstoff direkt in Energie um.

Answer

Redox-Flow-Batterien sind effizienter als Brennstoffzellen.