Vanillin-Stromspeicher geht in die nächste Projektphase

„Aromatische Batterien“ titelte unsere Redaktion im Jahr 2020, als die Technische Universität Graz erstmals ihren etwas ungewöhnlich anmutenden Ansatz zur Entwicklung eines umweltfreundlichen Batteriespeichers vorstellte: Dem Team um Stefan Spirk vom Institut für Biobasierte Produkte und Papiertechnik der TU Graz war es gelungen, die redoxaktiven Elemente in Redox-Flow-Batterien durch herkömmliches Vanillin zu ersetzen. Eine Möglichkeit, in der Batterieproduktion auf kritische beziehungsweise umweltschädliche Rohstoffe verzichten zu können.

Nun sind die Forschungen in die nächste Phase fortgeschritten: Im Projekt „VanillaFlow“ sollen jetzt sämtliche Komponenten und Prozesse des Speichers optimiert werden: neben den Vanillin-Verbindungen als Speichermedium auch die Membran, die Elektrode und die Steuerung. All dies unter Zuhilfenahme von künstlicher Intelligenz und Machine Learning. Damit ließen sich in wesentlich kürzerer Zeit als bisher Vorhersagen für Modelle vielversprechender Vanillin-Verbindungen erstellen, heißt es in einer Mitteilung der Universität. Die aussichtsreichsten Modelle würden dann im Labor entwickelt und getestet, um so die ideale Zusammensetzung für die Speicherflüssigkeit zu finden.

Bei der Membran und der Elektrode gehe es primär darum, die dafür bisher in Batteriespeichern verwendeten wenig umweltfreundlichen Materialien ebenfalls durch nachhaltige Stoffe zu ersetzen. So werde für die Membranen bislang die Teflon-Modifikation Nafion verwendet. Mittlerweile aber habe man eine papierbasierte Membran entwickelt und das Patent dafür bereits angemeldet. Bei der Elektrode setze das Projektteam auf ein Kohlenstoff-Vlies, das durch Komprimierung weniger Widerstand biete und auch weniger Ablagerungen entwickele. Durch neue Beschichtungen und Behandlungen solle hier eine noch bessere Leistung erreicht werden.

Um die einzelnen Komponenten und ihr Zusammenspiel zu testen, nutzen die Forschenden einen digitalen Zwilling. Dabei werde auch die Steuerung des Speichers weiterentwickelt. Eine dahinterliegende künstliche Intelligenz verknüpfe diese Ergebnisse mit den Projektdaten. Sobald ein erster Prototyp des Speichers fertig ist, soll dieser in das Netz der TU Graz eingebunden werden. Als Speicherleistung seien dafür maximal 10 kW vorgesehen. Für zukünftige Anwendungen solle die Leistung aber je nach Bedarf skalierbar sein.