Side 12

n ENERGI Vanadium redox flow-batteri. celler lavet af en polymer membran, to kulstof-baserede elek- troder og en grafitpolymer sammensat til en bipolar plade, som forbinder cellerne. Antallet og størrelsen af cellerne afhænger af den ønskede effekt. Størrelsen på tankene afgør kapaciteten af batteriet. Væsken i de to tanke agerer som et energilagringsmateriale, der adskiller katoden (den positive elektrolyt) og anoden (den negative elek- trolyt), ligesom i et almindeligt batteri. Katode- og anodeelek- trolytterne består i starten af den samme vanadiumsløsning [4]. VRFB’er har lovende egenskaber i forhold til at kunne anven- des som en storskala energilagringsenhed. Det drejer sig blandt andet om separat skalering af strøm og kapacitet, høj effektivi- tet, hurtig reaktion af input- og outputændringer og mulighed for at vende ubalancer i elektrolytten som følge af crossover og vandtransport ved blot at blande katolyt og anolyt. Desuden er lagringsløsningerne brugt i VRFB ikke brandfarlige, mens adskillige brande i lithium-ion batterisystemer er blevet rap- porteret de sidste fem år. Ny generation af polybenzimidazol (PBI)-baserede membraner Ved de fleste eksisterende redox flow-batterier er membranen baseret på Nafion eller Fumasep FAP-450 eller andre per- fluorerede stoffer, som har adskillige blandt andet miljømæs- sige ulemper. Et væsentligt problem er den store vandring af vanadium-ioner igennem Nafion-membranen, som resulterer i et energitab (lav coulomb effektivitet), hvilket konstant for- ringer kapaciteten af batteriet. Derudover er prisen på disse materialer høje grundet fluorkemien i produktionsprocessen, der udgør 41 procent af VRFB cellestakkens pris [5]. Derud- over er miljøproblemer med perfluorerede stoffer blevet en stor bekymring de seneste år, og adskillige tiltag er igangsat for at finde en membran til RFB’er, der ikke er fluoreret. Polybenzimidazol (PBI) er en kulbrintebaseret polymer, der er produceret og solgt som en membran til højtemperatur polymerelektrolysbrændselsceller (HTMPEM) i mere end 20 år. Polybenzimidazoler har en høj kemisk stabilitet i VRFB’ers oxidative miljø og udviser meget lav vanadiumgennemtrænge- lighed [6]. Deres største ulempe er en lav ledningsevne, som kan kompenseres ved at fremstille tynde membraner, som er supporteret af andre materialer og optimering af membranbe- handlingen [7]. ”DanKoBat” I starten af 2021 har et langvarigt bånd mellem danske insti- tutioner og det koreanske Institute of Science and Technology (KIST) i Seoul ført til et unikt samarbejde kaldet ”DanKoBat”. Projektet har modtaget støtte fra den danske og koreanske regering igennem EUREKA-netværket, EUDP og Innovations- fonden (IFD). Danske projektpartnere inkluderer Blue World Technologies, Danmarks Tekniske Universitet (DTU) og Aar- hus Universitet (AU) fra Danmark, KIST samt flow batteripro- ducenten Standard Energy fra Korea. ”DanKoBat” arbejder sig hen imod at udvikle en ny genera- tion af PBI-baserede membraner [8], som er fri for fluorholdige polymerer til brug i VRFB’er. ”DanKoBats” mål er at udvikle en fremtidig generation af billige stationære redox flow- batterier til lagring af vedvarende elektricitet, der vil reducere omkostningerne ved ellagring og dermed skabe et kommercielt gennembrud for VRFB’er som en grøn energiteknologi. E-mail: Hans Aage Hjuler: hah@blue.world Referencer 1. D. Gielen, F. Boshell, D. Saygin, M.D. Bazilian, N. Wagner, R. Gorini, Energy Strategy Reviews , 2019 , 24, 38. 2. World Nuclear Association, Electricity and Energy Storage , December 2020. 3. United States Environmental Protection Agency (EPA), Energy and the Environment . 4. M. Al-Yasiri, J. Park, Applied Energy , 2018 , 222, 530. 5. Z. Yuan, X. Li, Y. Zhao, H. Zhang, ACS Appl. Mater. Interfaces , 2015 , 7,19446. 6. C. Noh, M. Jung, D. Henkensmeier, S.W. Nam, Y. Kwon, ACS Appl. Mater. Interfaces,2017, 9, 36799. 7. C. Noh, D. Serhiichuk, M. Najibah, Y. Kwon, D. Henkensmeier, Chem. Eng. J, 2021,405,126574. 8. Jacobus C. Duburg, Kobra Azizi, Søren Primdahl, Hans Aage Hjuler, Elena Zanzola, Thomas J. Schmidt and Lorenz Gubler, Molecules 2021, 26, 1679. PBI membran­produktion hos Blue World Technologies. a) Redox flow batteri-setup hos Blue World Technologies, b) Cellesamlingsekvens, c) Stømforsyning. 12 Dansk Kemi, 102, nr. 5, 2021 -

Side 13

Metrohm Procesanalyse Brugertilpasset online overvågning af industrielle processer  Stor eksibilitet: modulær opbygning.  Mange mulige analysemetoder: titrering, ionkromatogra a , spektroskopi og voltametri.  Komplette løsninger: prøveforberedelse, ledninger, interface til PLC og evt. ATEX certi i cering. RAMAN – RÅVAREKONTROL & ID  Hurtige og pålidelige resultater: Pålidelig identi i kation og veri i kation af materialer på kun 15 sekunder.  Håndtering med én hånd: Lille, batteridrevet, Raman letvægts-spektrometer  Unik ORS (Orbital Raster Scan) teknologi til præcise, reproducérbare og pålidelige resultater  20.000 forskellige sto ff er Vores bibliotek opdateres løbende, så du altid kan identi i cere materialer på stedet. Kontakt os på tlf - . D + a 4 n 5 sk 70 Ke 2 m 00 i, 1 5 0 6 2 1 , n e r l . le 5, r 2 m 02 a 1 il@metrohm.dk 13
    ...