Baterai penyimpanan ramah lingkungan Terbuat dari vanillin, komponen aromatik utama dari vanilla

Peneliti TU Graz Stefan Spirk telah menemukan cara untuk mengganti elektrolit cair dalam baterai fluks redoks dengan vanilin. Kredit: © Lunghammer – TU Graz

Peneliti TU Graz telah menemukan cara untuk mengubah zat aromatik vanillin menjadi bahan elektrolitik aktif redoks untuk baterai cair. Teknologi merupakan langkah penting menuju penyimpanan energi yang berkelanjutan secara ekologis.

Ini inovatif dalam bidang teknologi penyimpanan energi yang berkelanjutan, ”kata Stefan Spirk dari Institut Teknologi Bioproduk dan Kertas di Universitas Teknologi Graz. Dia dan timnya telah membuat baterai fluks redoks lebih ramah lingkungan dengan mengganti elemen dasarnya, elektrolit cair, yang terutama terdiri dari logam berat yang berbahaya secara ekologis atau logam tanah jarang, dengan vanillin, a bahan penting dalam croissant vanila Austria.

Penyimpanan energi berkelanjutan

Vanillin, senyawa aromatik yang umum digunakan, adalah salah satu dari sedikit bahan kimia sampai diproduksi dari lignin. Tim peneliti dan perusahaan internasional telah menunjukkan bahwa lignin berpotensi cocok sebagai bahan awal produksi elektrolit.

Peneliti baterai cair TU Graz

Anda ingin memasarkan teknologi aliran redoks “hijau” yang dikembangkan di Universitas Teknologi Graz: Dominik Wickenhauser, Dieter Wurm, Stefan Spirk, Wolfgang Bauer, Georg Rudelstorfer, Werner Schlemmer dan Wolfgang Zitz (fl). Kredit: © Lunghammer – TU Graz

Spirk dan timnya melangkah lebih jauh: “Kami memurnikan lignin menjadi vanillin untuk mengubahnya menjadi bahan aktif redoks menggunakan bahan kimia hijau yang lembut tanpa menggunakan katalis logam beracun dan mahal, jadi dapat digunakan dalam baterai arus “. Prosesnya bekerja pada suhu kamar dan dapat diterapkan dengan bahan kimia rumah tangga biasa. Vanillin juga ada dalam jumlah banyak. “Di satu sisi kita bisa membelinya dengan cara yang sangat konvensional, bahkan di supermarket, tapi di sisi lain kita juga bisa menggunakan reaksi sederhana untuk memisahkannya dari lignin, yang selanjutnya diproduksi dalam jumlah banyak sebagai produk. limbah dalam produksi kertas “.

Paten dan pemasaran

Proses pemisahan dan pemurnian telah dipatenkan dan hasil pengujian berhasil dipublikasikan di jurnal Kimia terapan. Sekarang para peneliti ingin mengkomersialkan teknologi, terutama karena prosesnya sangat skalabel dan cocok untuk produksi yang berkelanjutan. Spirk menjelaskan: “Rencananya adalah menghubungkan pabrik kami dengan pabrik pasta dan mengisolasi vanillin dari lignin yang tersisa sebagai limbah. Apa pun yang tidak diperlukan kemudian dapat kembali ke siklus normal dan menggunakannya dengan penuh semangat secara teratur. Kami mengadakan pembicaraan konkret dengan Mondi AG, produsen produk berbasis kertas terkemuka dunia, yang menunjukkan minat besar pada teknologi. ”

Prototipe baterai elektrolitik berbasis vanillin

Pengujian di TU Graz dengan prototipe 3 kilowatt jam dan elektrolit berbasis vanillin menunjukkan keefektifan proses baru. Kredit: © Lunghammer – TU Graz

Untuk implementasi akhir, teknologi harus diuji dalam operasi nyata. Perusahaan tersebut sekarang mencari perusahaan pemasok listrik yang dapat mengintegrasikan teknologi aliran redoks perusahaan rintisan ke dalam infrastrukturnya dan dengan demikian meringankan beban pada jaringan. Spirk yakin akan kesuksesannya di masa depan karena: “Kami dapat mempertahankan rantai nilai mulai dari akuisisi bahan baku dan komponen hingga pembangkit listrik di tingkat regional, kami memungkinkan kapasitas penyimpanan hingga 800 ratus MWhmegawatt hour, kami mengurangi tegangan listrik dan berkontribusi secara signifikan pada penyimpanan energi hijau. revolusi “.

Baterai cair sebagai bagian dari teka-teki untuk revolusi energi

Teknologi aliran redoks adalah bagian penting dari teka-teki untuk perluasan energi terbarukan seperti energi angin dan matahari, karena hal ini ditandai dengan penyimpanan energi dalam jumlah besar dan oleh karena itu dapat meredam lonjakan tegangan. di stopkontak. Baterai juga cocok sebagai penyimpanan cadangan untuk aplikasi stasioner seperti pembangkit listrik, rumah sakit, sistem ponsel atau stasiun suplai elektronik. Baterai fluks redoks lebih mudah diskalakan, tidak terlalu beracun, lebih dapat didaur ulang, dan lebih tahan api daripada baterai ion litium. Keuntungan penting lainnya adalah harapan hidup yang tinggi dan self-discharge yang rendah.

Referensi: “2 – Vanillin methoxyhydroquinone untuk baterai aliran redoks air” oleh Werner Schlemmer, Dr. Philipp Nothdurft, Alina Petzold, Prof. Gisbert Riess, Philipp Frühwirt, Dr. Max Schmallegger, Prof. Georg Gescheidt – Demner, Prof. Roland Fischer, Prof. Stefan A. Freunberger, Prof. Wolfgang Kern dan Prof. Stefan Spirk, 20 Agustus 2020, Angewadte Chemie Edisi Internasional.
DOI: 10.1002 / anie.202008253

Pekerjaan penelitian ini berlabuh di bidang keahlian “Sistem Berkelanjutan” dan “Ilmu Material Lanjutan”, dua dari lima fokus penelitian strategis dari Universitas Teknologi Graz.

Pekerjaan tersebut merupakan bagian dari proyek penelitian “Lignobatt – Lignin in Redox-Flow Batteries”, yang didanai oleh Climate and Energy Fund dan dilaksanakan dalam kerangka “Program Penelitian Energi 2016 – Teknologi yang Muncul” dari Promosi Austria Penelitian. Agen FFG. Mitra proyek dari Universitas Teknologi Graz adalah Institut Teknologi Bioproduk dan Kertas, Institut Teknologi Bahan dan Kimia, dan Institut Kimia Fisik dan Teoretis. Tim menerima dukungan eksternal dari ketua ilmu material dan pengujian polimer di Montanuniversität Leoben dan perusahaan Mondi.

Related articles

Comments

LEAVE A REPLY

Please enter your comment!
Please enter your name here

Share article

Latest articles

36 galaksi kerdil secara bersamaan memiliki “baby boom” bintang baru

Penemuan tak terduga Rutgers menantang teori modern tentang bagaimana galaksi tumbuh, dan dapat meningkatkan pemahaman kita tentang alam semesta. Penulis: Universitas Rutgers-New Brunswick Sungguh...

Banyak pasien dengan COVID-19 menghasilkan respons imun yang menyerang jaringan dan organ mereka sendiri.

Sebuah studi yang dipimpin oleh University of Birmingham, yang didanai oleh Konsorsium Imunologi Coronavirus Inggris, menemukan bahwa banyak pasien dengan COVID-19 menimbulkan respons kekebalan...

Sains mudah dibuat: apa itu neutrino steril?

Neutrino steril adalah jenis neutrino khusus yang telah diusulkan untuk menjelaskan beberapa hasil eksperimen yang tidak terduga, tetapi belum ditemukan secara pasti. Para...

Kekeringan jangka panjang mengambil alih AS bagian barat – Tanah dan tanaman berjatuhan

5 Juni 2021 Untuk tahun kedua berturut-turut, kekeringan melanda sebagian besar wilayah Amerika Serikat dari Pegunungan Rocky hingga Pantai Pasifik. Untuk tahun kedua berturut-turut, kekeringan melanda...

Energi matahari dan angin dapat meredakan konflik di sekitar bendungan Renaisans Ethiopia di timur laut Afrika

Megaplatinum terletak di Ethiopia, dekat perbatasan dengan Sudan. Ini adalah pembangkit listrik tenaga air terbesar di Afrika. Penulis: © Google Sebuah studi baru...

Newsletter

Subscribe to stay updated.