Экологически чистая аккумуляторная батарея с электролитом из ванилина

«С одной стороны, ванилин можно приобрести вполне обычным способом, а с другой, можно использовать простую химическую реакцию, чтобы отделить ванилин от лигнина, который, в свою очередь, в больших количествах присутствует в виде отходов при производстве бумаги»

Исследователи из Грацского технического университета (TU Graz) нашли способ, как преобразовать ароматическое вещество ванилин в окислительно-восстановительный жидкий электролит для аккумуляторных батарей. Технология является важным шагом на пути к экологически устойчивому хранению энергии.

Устойчивое хранение энергии

Ванилин является одним из немногих химических веществ тонкой очистки, получаемых из лигнина. Международные исследовательские группы и коммерческие организации уже доказали, что лигнин можно использовать в качестве исходного материала для производства электролитов.

Авторы представленной работы пошли еще дальше: «Используя слабые экологически чистые реагенты без токсичных и дорогих металлических катализаторов, лигнин преобразуется в ванилин - окислительно-восстановительный материал для дальнейшего его применения в проточных батареях».

Процесс протекает при комнатной температуре и может быть реализован с помощью обычной бытовой химии. Ванилин также имеется в избытке и его можно легко купить. «С одной стороны, ванилин можно приобрести вполне обычным способом, а с другой, можно использовать простую химическую реакцию, чтобы отделить ванилин от лигнина, который, в свою очередь, в больших количествах присутствует в виде отходов при производстве бумаги».

Получение патента и коммерциализация

Процесс отделения ванилина из лигнина и дальнейшего его рафинирования был запатентован, а успешные результаты испытаний были опубликованы в журнале Angewandte Chemie International Edition [1]. Теперь исследователи стремятся коммерциализировать эту технологию, тем более что она хорошо масштабируется и подходит для непрерывного производства.

«Идея заключается в том, чтобы использовать процесс отделения ванилина от лигнина на целлюлозном заводе. Все, что останется неиспользованным, может вернуть в обычный цикл переработки сырья».

Жидкая батарея как кусок головоломки для осуществления энергетической революции

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 пиковые нагрузки в электросети.

Аккумуляторные батареи также можно использовать в качестве резервного хранилища для стационарных объектов, таких как электростанции, больницы, системы мобильной связи или заправочные станции. Проточные окислительно-восстановительные батареи легче в производстве, менее токсичны, пожаробезопасны и более пригодны для вторичной переработки, чем литий-ионные батареи. Другими важными преимуществами являются их высокий срок службы и низкий уровень саморазряда.

Ссылки:

1. https://doi.org/10.1002/anie.202008253

Источник: TU Graz