Исследователи из TU Graz нашли способ превратить ароматическое вещество ванилин в окислительно-восстановительный электролит для жидких батарей. Технология является важным шагом на пути к экологически устойчивому хранению энергии.
«Это прорыв в области устойчивых технологий хранения энергии», — говорит Стефан Спирк из Института биопродуктов и бумажных технологий Технологического университета Граца. Ему и его команде удалось сделать батареи с окислительно-восстановительным потоком более экологичными, заменив их основной элемент, жидкий электролит, который в основном состоит из экологически вредных тяжелых металлов или редкоземельных элементов, на ванилин, ароматный ингредиент, который применяется в основном в кулинарии.
Ванилин, обычно используемое ароматизирующее соединение, является одним из немногих химических веществ тонкой очистки, производимых из лигнина. Спирк и его команда перерабатывают лигнин в ванилин в окислительно-восстановительный материал, используя мягкую и зеленую химию без использования токсичных и дорогих металлических катализаторов, так чтобы его можно было использовать в проточных батареях. Процесс происходит при комнатной температуре и может быть реализован с помощью обычной бытовой химии.
«Его можно купить в супермаркете, но мы используем простую реакцию, чтобы отделить ванилин от лигнина, который, в свою очередь, производится в больших количествах в виде отходов при производстве бумаги», — говорит исследователь.
Процесс разделения и рафинирования был запатентован, а успешные результаты испытаний были опубликованы в журнале «AngewandteChemie». Теперь исследователи хотят коммерцилизировать технологию, тем более что процесс хорошо масштабируется и подходит для непрерывного производства.
Спирк объясняет: «План состоит в том, чтобы подключить наш завод к целлюлозному заводу и отделять ванилин от лигнина, который остается в виде отходов. Все, что не нужно, может впоследствии вернуться в обычный цикл и использоваться в энергетике, как обычно. Мы ведем конкретные переговоры с Mondi AG, ведущим мировым производителем бумажной продукции, которая проявляет большой интерес к этой технологии».
Для окончательной реализации технология должна быть протестирована в реальных условиях. Сейчас компания ищет энергоснабжающие компании, которые могут интегрировать технологию окислительно-восстановительного потока в свою инфраструктуру и, таким образом, уменьшить нагрузку на сеть.
Технология окислительно-восстановительного потока является важной частью головоломки для расширения использования возобновляемых источников энергии, таких как энергия ветра и солнца, поскольку она характеризуется накоплением большого количества энергии и, следовательно, может смягчать пики напряжения в энергосистеме. Батареи также подходят в качестве резервного хранилища для стационарных приложений, таких как электростанции, больницы, системы мобильной связи или заправочные станции. Проточные окислительно-восстановительные батареи легче масштабируются, менее токсичны, более пригодны для вторичной переработки и более пожаробезопасны, чем литий-ионные батареи. Другими важными преимуществами являются их высокая продолжительность жизни и низкий саморазряд.
