Forskare vid TU Graz har hittat ett sätt att omvandla det aromatiska ämnet vanillin till ett redoxaktivt elektrolytmaterial för flytande batterier. Tekniken är ett viktigt steg mot ekologiskt hållbar energilagring.

"Det är banbrytande inom hållbar energilagringsteknik, "säger Stefan Spirk från Institute of Bioproducts and Paper Technology vid Graz University of Technology. Han och hans team har lyckats göra redoxflödesbatterier mer miljövänliga genom att byta ut deras kärnelement, den flytande elektrolyten, som till största delen består av ekologiskt skadliga tungmetaller eller sällsynta jordartsmetaller - med vanillin, en viktig ingrediens i österrikiska vaniljcroissanter.

Hållbar energilagring

Vanillin, en vanlig smakämne, är en av få finkemikalier som produceras av lignin. Spirk och hans team förädlar lignin till vanillin till ett redoxaktivt material med mild och grön kemi utan användning av giftiga och dyra metallkatalysatorer, så att den kan användas i flödesbatterier. Processen fungerar vid rumstemperatur och kan implementeras med vanliga hushållskemikalier. Vanillin finns också i stora mängder. "Om du vill, du kan till och med köpa den i snabbköpet, men vi kan också använda en enkel reaktion för att skilja den från lignin, som i sin tur produceras i stora mängder som avfallsprodukt vid papperstillverkning. "

Patentering och kommersialisering

Separations- och raffineringsprocessen patenterades och de framgångsrika testresultaten publicerades i tidskriften Angewandte Chemie International Edition .

Nu vill forskarna kommersialisera tekniken, särskilt eftersom processen är mycket skalbar och lämplig för kontinuerlig produktion. Spirk förklarar:"Planen är att ansluta vår anläggning till en massafabrik och isolera vanillinet från ligninet som blir kvar som avfall. Det som inte behövs kan sedan flöda tillbaka till den vanliga cykeln och användas energiskt som vanligt. Vi har konkreta samtal med Mondi AG, en ledande global tillverkare av pappersbaserade produkter, som visar stort intresse för tekniken. "För den slutliga implementeringen, tekniken måste testas i verklig drift. Företaget letar nu efter energiförsörjningsföretag som kan integrera uppstartens redoxflödeteknik i sin infrastruktur och därmed lindra bördan på nätet. Spirk är övertygad om sin framtida framgång eftersom:"Vi kan hålla värdekedjan allt från anskaffning av råvaror och komponenter till elproduktion på regional basis, möjliggöra lagringskapacitet på upp till hundratals MWh, lindra belastningen på elnätet och ge ett viktigt bidrag till den gröna energilagringen. "

Flytande batteri som en bit av pusslet för energirevolutionen

Redox -flödesteknik är en viktig pusselbit för expansion av förnybara energikällor som vind- och solenergi, eftersom det kännetecknas av lagring av stora mängder energi och därför kan dämpa spänningstoppar i elnätet. Batterierna är också lämpliga som reservlagring för stationära applikationer som kraftverk, sjukhus, mobiltelefonsystem eller e-tankstationer. Redox flödesbatterier är lättare skalbara, mindre giftig, mer återvinningsbart och mer brandsäkert än litiumjonbatterier. Andra stora fördelar är deras höga livslängd och låga självurladdning.