Onderzoekers van de TU Graz hebben een manier gevonden om de geurstof vanilline om te zetten in een redox-actief elektrolytmateriaal voor vloeibare batterijen. De technologie is een belangrijke stap in de richting van ecologisch duurzame energieopslag.

"Het is grensverleggend op het gebied van duurzame energieopslagtechnologie, ", zegt Stefan Spirk van het Institute of Bioproducts and Paper Technology aan de Technische Universiteit van Graz. Hij en zijn team zijn erin geslaagd om redox-flow-batterijen milieuvriendelijker te maken door hun kernelement te vervangen, de vloeibare elektrolyt, die meestal bestaan ​​uit ecologisch schadelijke zware metalen of zeldzame aardmetalen - met vanilline, een belangrijk ingrediënt van Oostenrijkse vanillecroissants.

Duurzame energieopslag

vanilline, een veelgebruikte smaakstof, is een van de weinige fijnchemicaliën die uit lignine wordt geproduceerd. Spirk en zijn team verfijnen lignine tot vanilline tot een redox-actief materiaal met behulp van milde en groene chemie zonder het gebruik van giftige en dure metaalkatalysatoren, zodat het kan worden gebruikt in stroombatterijen. Het proces werkt bij kamertemperatuur en kan worden uitgevoerd met gewone huishoudelijke chemicaliën. Vanilline is ook in grote hoeveelheden aanwezig. "Als je wilt, je kunt het zelfs in de supermarkt kopen, maar we kunnen ook een simpele reactie gebruiken om het te scheiden van lignine, dat op zijn beurt in grote hoeveelheden wordt geproduceerd als afvalproduct bij de papierproductie."

Patentering en commercialisering

Het scheidings- en raffinageproces werd gepatenteerd en de succesvolle testresultaten werden gepubliceerd in het tijdschrift Internationale editie van Angewandte Chemie .

Nu willen de onderzoekers de technologie commercialiseren, vooral omdat het proces zeer schaalbaar is en geschikt voor continue productie. Spirk legt uit:"Het plan is om onze fabriek aan te sluiten op een pulpfabriek en de vanilline te isoleren van de lignine die als afval overblijft. Wat niet nodig is, kan vervolgens terugvloeien in de reguliere cyclus en zoals gewoonlijk energetisch worden gebruikt. zijn in concrete gesprekken met Mondi AG, een toonaangevende wereldwijde fabrikant van op papier gebaseerde producten, die grote interesse toont in de technologie." Voor de uiteindelijke implementatie, de technologie moet in de praktijk worden getest. Het bedrijf is nu op zoek naar energieleveranciers die de redoxflow-technologie van de start-up kunnen integreren in haar infrastructuur en zo het net ontlasten. Spirk is overtuigd van het toekomstige succes omdat:"We de waardeketen van de inkoop van grondstoffen en componenten tot de opwekking van elektriciteit regionaal kunnen houden, opslagcapaciteiten tot honderden MWh mogelijk maken, ontlast het elektriciteitsnet en lever een belangrijke bijdrage aan de groene energieopslag.”

Vloeibare batterij als puzzelstukje voor de energierevolutie

Redox-stroomtechnologie is een belangrijk puzzelstukje voor de uitbreiding van hernieuwbare energiebronnen zoals wind- en zonne-energie, omdat het wordt gekenmerkt door de opslag van grote hoeveelheden energie en daarom spanningspieken in het elektriciteitsnet kan opvangen. De batterijen zijn ook geschikt als back-up opslag voor stationaire toepassingen zoals energiecentrales, ziekenhuizen, mobiele telefoonsystemen of e-tankstations. Redox flow-batterijen zijn gemakkelijker schaalbaar, minder giftig, beter recyclebaar en brandveiliger dan lithium-ionbatterijen. Andere grote voordelen zijn hun hoge levensverwachting en lage zelfontlading.