Graz Teknoloji Üniversitesi’ndeki araştırmacılar sıvı piller için aromatik bir madde olan vanilini bir redoks-aktif elektrolit malzemesine dönüştürmenin bir yolunu buldular. Bu teknoloji, ekolojik olarak sürdürülebilir enerji depolamaya yönelik önemli bir adımdır.
Graz Teknoloji Üniversitesi Biyoürünler ve Kağıt Teknolojisi Enstitüsü’nden Stefan Spirk; “Sürdürülebilir enerji depolama teknolojisi alanında ezberler bozuluyor.” diyor. Spirk ve ekibi, redoks akış pillerini daha çevre dostu hale getirmeyi başardı.
Redox akış pillerinin temel unsuru olan sıvı elektrolit az bulunan toprak metallerinden veya ekolojik olarak zararlı ağır metallerden oluşmaktadır. Ekip bu temel bileşeni Avusturya vanilya kruvasanlarının önemli bir bileşeni olan vanilin ile değiştirmeyi başardı.
Sürdürülebilir enerji depolama
Yaygın olarak bir lezzet bileşiği olarak kullanılan vanilin, odunözünden üretilen birkaç ince kimyasaldan biridir. Spirk ve ekibi, odunözünden elde ettiği vanilini redoks aktif bir malzemeye dönüştürdü. Üstelik bu işlemi zehirleyici ve pahalı metal katalizörler kullanmadan tamamen çevreci kimyasal yollar ile yapıyor ve akış pillerinde kullanıyor.
İşlem oda sıcaklığında evlerde hergün kullanılan kimyasallar ile yapılabiliyor. Zaten vanilin de büyük miktarlarda her yerde bulunabilir. İsterseniz, süpermarkette bile satın alabilirsiniz, ama kağıt üretiminde atık ürün olarak büyük müktarlarda üretilen odunözünden de basit bir reaksiyon ile elde edilebilir.
Patent ve ticarileştirme
Ayırma ve rafine etme süreci patentlendi ve başarılı test sonuçları Angewandte Chemie International Edition dergisinde yayınlandı.
Şimdi araştırmacılar bu teknolojiyi ticarileştirmek istiyor. Çünkü bu işlem yüksek oranda ölçeklenebilir ve sürekli üretime oldukça uygundur. Spirk şöyle açıklıyor; “Planımız, fabrikamızı bir kağıt hamuru değirmenine bağlamak ve atık olarak kalan odunözlerinden vanilini elde etmektir.
Gerekli olmayan her şey daha sonra normal döngüye geri döndürülecek ve her zamanki gibi enerji olarak kullanılmaya devam edecektir. Biz teknolojiye büyük ilgi gösteren, kağıt bazlı ürünlerin önde gelen küresel üreticisi Mondi AG ile somut görüşmeler yapmaktayız.”
Final uygulaması için ise, teknolojinin gerçek operasyonda test edilmesi gerekmektedir. Bu nedenle şirket şu anda start-up’ın redoks akış teknolojisini altyapısına entegre edebilecek ve böylece şebekedeki yükü hafifletebilecek enerji tedarik şirketleri arıyor.
Spirk, gelecekteki başarısından emin; “Bölgesel bazda hammadde ve bileşen temininden elektrik üretimine kadar uzanan değer zincirini koruyabilir, yüzlerce MWh’ye kadar depolama kapasiteleri sağlayabilir, elektrik şebekesinin üzerindeki yükü hafifletebilir ve yenilenebilir enerji depolamaya önemli bir katkı sağlayabiliriz.” diyor.
3 kilovat saatlik bir prototip ve vanilin bazlı elektrolitlerle TU Graz’da yapılan testler, yeni sürecin etkinliğini kanıtladı
Sıvı Pil Enerji devrimi için yapbozun önemli bir parçası
Redox akış teknolojisi, rüzgar ve güneş enerjisi gibi yenilenebilir enerjilerin gelişmesi için yapbozun önemli bir parçasıdı, çünkü büyük miktarlarda enerjinin depolanması ile karakterize edilir ve bu nedenle elektrik şebekesindeki voltaj pik noktalarını hafifletebilir.
Piller ayrıca enerji santralleri, hastaneler, cep telefonu sistemleri veya e-yakıt istasyonları gibi sabit uygulamalar için yedek depolama olarak da kullanılabilir. Redox akışlı piller, lityum iyon pillere göre daha kolay ölçeklenebilir, daha az zehirleyici madde içerir, daha geri dönüştürülebilir ve daha yanmazdır. Diğer önemli avantajları ise uzun ömürlü ve düşük özboşalımlı olmasıdır.
Zozan TATAR