Side 18

n KEMITEKNIK Miljøfaktor (endpoint kategorier) Enhed Basis system TSM Alternativ med zinkepoxy Alternativ med zinksilikat Menneskers sundhed DALY 4.11E-05 2.55E-05 1.79E-05 Ressourceforbrug USD2013 9.15E-01 4.24E-01 6.81E-01 Naturens helbredstilstand Arter.år 7.63E-08 3.50E-08 4.02E-08 Tabel 3. Endpoint livscyklusvurdering fra 1 kvadratmeter havvindmølletårn behandlet med tre forskellige beskyttende malingssystemer. Rød farve angiver mest miljøbelastende alternativ i kategorien og grøn angiver den mindste miljøbelastning. mod enten ”midpoint”- eller ”endpoint”- kategorier. Anvendes ”midpoint” vil man kunne sammenligne direkte på global opvarmning og toksiske emis- sioner, hvorimod hvis der karakteriseres mod ”endpoint”-kategorier vil man få et mere sammensat resultat, som måske er lettere at gå til, men også indeholder mere usikkerhed, end når ”midpoint”- resultaterne anvendes. Sprøjtemetallisering (TSM) eller zinkepoxy eller zinksilikat? Hvis vi vender tilbage til spørgsmålet om, hvilket af de tre alternativer som det er miljømæssig mest bæredygtigt at be- nytte: For systemerne baseret på TSM, zinkepoxy eller zinksilikat beskriver vi først de processer, som indgår: • TMS-systemet er et standardsystem, som bruges i industrien i dag. • Zinkepoxysystemet har med de seneste års rustbeskyttende forbedringer vist sig at kunne leve op til de krav, som industrien stiller for holdbarhed og beskyttelse til et malingssystem, der anvendes på et havvindmølletårn. • Zinksilikat-systemet lever på tilsva- rende vis op til industriens krav til holdbarhed og beskyttelse, men er i praksis anset for at være vanskeligere at håndtere end zinkepoxy. Alle anvendte malingsrecepter er udarbejdet i CoaST (The Hempel Foun­dation Coatings Science and Technology Centre), og malingssyste - merne opfylder kravene som beskrevet af Megavind i deres forslag til en indu- stristandard for overfladebehandling af havvindmøller [3]. De tre datasæt behandles herefter i et LCA softwareprogram (OpenLCA) i henhold til ISO14044, og når vi beregner midpoint-kategorier i henhold til ReCiPe 2016(H) metoden [4], opnås resultater som vist i tabel 2, side 17. Den funktio- nelle enhed er påføring af malingsystem på 1 kvadratmeter havvindmølletårn fremstillet i stål og rustbeskyttet i 20 år. Resultaterne viser, at det generelt er basissystemet baseret på sprøjtemetal- lisering, som er det mindst miljømæssigt bæredygtige system. Samtidig er det svært at svare på, hvilke af de to alterna- tiver der er bedst, idet forskellen mellem dem er så lille, at det ikke er muligt ud fra denne analyse at udpege det mest favorable alternativ. Hvilken kategori betyder mest? For mange lande og virksomheder er det den internationale globale dagsorden sat af FN gennem blandt andet klima- konventionen og Parisaftalen [5] , som har gjort, at global opvarmning får al opmærksomheden, og nærmest er blevet et synonym for miljømæssig bære- dygtighed. Derfor tages rigtig mange be- slutninger med den globale opvarmning for øje, uden at tage hensyn til de øvrige miljøbelastningskategorier. Der er dog heldigvis igangsat mange forskellige initiativer til beskyttelse af de øvrige miljøområder såsom FN’s biodiversi- tetskonvention, som behandles på årlige COP-konferencer på samme måde som klimakonventionen. Hvad skal vi vælge? I det eksempel præsenteret her (tabel 2, side 17) er resultatet entydigt med hensyn til, hvilket alternativ der giver den største miljøpåvirkning, og dermed fravælges. Det er basissystemet med termisk sprøjte- metallisering (TSM). Hvilket af alterna - tiverne med zinkepoxy eller zinksilikat der vælges, vil ikke være begrundet i den miljømæssige bæredygtighed, da der ikke er meget forskel, men i praksis mere ba- seret på erfaring og håndtering hos dem, der laver specifikationen og dem, der skal udføre malingspåføringen. Midpoint eller endpoint? I stedet for at analysere på midpoint som ovenfor kan vi benytte den samme metode, men karakterisere mod det egentlige mål (endpoints). I realiteten er formålet med bæredygtighed at beskytte naturen og mennesket uden at overforbruge ressourcerne, så vores efterkommere får samme muligheder for at opfylde deres behov, som vores generation har. Anvendes de samme processer og mængder til at påføre de tre alternative malingssystemer på havvindmølletårnene, men analyseres der i stedet mod endpoints, fås resultaterne som ses i tabel 3. Menneskers sundhed er her opgjort i DALY (Disability-Adjusted Life Year). Det er summen af de leveår, der er gået tabt på grund af for tidlig død og de år, der leves med et handicap på grund af miljøbelastningerne forsaget af påførin- gen af malingssystem på 1 kvadratmeter havvindmølletårn. Ressourceforbruget er opgjort i penge (US$ 2013), mens naturens helbredstilstand er opgjort i antal arter (planter og dyr), som forsvin- der i en vis periode som en konsekvens af påføringen af malingssystem på 1 kvadratmeter havvindmølletårn. Dette giver et enklere beslutnings- grundlag for at vælge eller fravælge et alternativ ud fra den miljømæssige belastning. Usikkerhederne på resulta- terne er klart større, end da vi benyttede midpoint-kategorierne, men som beslut- ningstager er det muligvis lettere at fore- tage et valg, da der er færre parametre at tage hensyn til, og som i dette tilfælde giver det samme resultat. Målet er at sikre, at udviklingen går i en mere bæredygtig retning. E-mail: Mads Juhl: madju@dtu.dk Referencer 1. ISO 14044-2008, “Environmental Management-Life cycle assessment- Requirements and guidelines,” 2008. 2. M. Juhl, M.Z. Hauschild, and K. Dam- Johansen, “Sustainability of corrosion protection for offshore wind turbine towers,” Prog Org Coat , vol. 186, p. 107998, Jan. 2024, doi: 10.1016/j.porgcoat.2023.107998. 3. “Wind turbine generators Surface treatment of wind turbine towers - Industry standard | Megavind.” Accessed: Nov. 08, 2022. [Online]. Available: https://megavind. winddenmark.dk/publications/wind-turbine- generators-surface-treatment-of-wind- turbine-towers-industry-standard. 4. M.A.J. Huijbregts et al. , “ReCiPe 2016 A harmonized life cycle impact assessment method at midpoint and endpoint level Report I: Characterization,” Bilthoven, the Netherlands, 2016. 5. “The Paris Agreement _ UNFCCC.” Accessed: Dec. 14, 2023. [Online]. Available: https://unfccc.int/process-and-meetings/the- paris-agreement/the-paris-agreement. 18 Dansk Kemi, 105, nr. 1, 2024 -

Side 19

KORT NYT n Ny forskning sikrer effektiv PFAS-fri membranteknologi til energilagring PFAS spiller en vigtig rolle i mange brancher, også inden for flowbatteriproduktion, hvor membraner traditionelt er baseret på poly- eller perfluorerede polymerer. Grundet de miljømæssige påvirkninger arbejdes der fra EU’s side på at forbyde PFAS, hvilket stiller branchen overfor udfordringer med kerneteknologier, der skal nytænkes. Af Kobra Azizi 1 , Dirk Henkensmeier 2 og Lars Nilausen Cleemann 1 1 Blue World Technologies 2 Center for Hydrogen·Fuel Cell Research, Korea Institute of Science and Technology (KIST), Seoul, Korea Det banebrydende Eureka-projekt, ”Dankobat”, er ledet af danske Blue World Technologies og er dedikeret til at fremme vanadium redox flow-batterier (VRFB). Der bliver forsket i denne type batterier grundet deres potentiale som stationære energilagringssystemer, der kan imødekomme det kritiske behov, vi har for lagring af overskydende vedvarende energi samt stabilisering af elnettet. I modsætning til lithium-ion-bat- terier tilbyder VRFB’er en næsten uendelig levetid samt nem genanvendelighed, hvilket gør dem til en gamechanger inden for energilagring. Traditionelle industrimembraner er afhængige af poly- eller perfluorerede polymerer, materialer, der nu er under intens kontrol fra myndighederne på grund af de fluorhol - dige stoffers miljøpåvirkning. I udviklingen tager Dankobat et modigt skridt ved at bruge fluorfrit polybenzimidazol (PBI) som et banebrydende nyt avanceret membransystem, og overgår samtidig industristandarder med hensyn til både energi- og omkostningseffektivitet. Projektet indebar en omfattende undersøgelse af yde­ evnen af meta-PBI-membraner (fremhævet som det grønne datapunkt i figur 1). I samarbejde med Korea Institute of Science and Technology (KIST), Danmarks Tekniske Universitet (DTU), Aarhus Universitet og Korid Energy (en fremtrædende koreansk VRFB-producent) forbedrede Dankobat systematisk ydeevnen af PBI-base- rede membraner til VRFB. Membranerne udviklet under Dankobat står nu i front globalt, som af bildet af de røde kugler i figur 1. Dette blev realiseret ved at kontrollere absorption af en elektrolytopløsning [1] gennem anvendelse af membran - samlinger af tynde PBI-lag, som kraftigt reducerer uønsket vanadiumion-overgange samt tykke, stærkt ledende PBI- lag for at tilføje mekanisk stabilitet [2] og ved at ændre den molekylære struktur af PBI-polymeren. Udviklingen førte til flere patentansøgninger, og Blue World Technologies tilbyder nu PBI-membraner til brug i VRFB til kunder i Danmark, Europa og verden. E-mail: Kobra Azizi: Kaz@blue.world Figur 1. Spændingseffektivitet (VE) og energieffektivitet versus strømeffektivitet (CE) ved 80 mA/cm 2 for membraner udviklet under DanKoBat-projektet og med mere end 70 datapunkter fra tidligere udgivet forskning [3]. Referencer 1. Polybenzimidazole membranes for Vanadium Redox Flow Batteries: Effect of sulfuric acid doping conditions, Chem. Eng. J., 2022, 435, 134902. https://doi.org/10.1016/j.cej.2022.134902. 2. Membrane assemblies with soft protective layers: Dense and gel- type polybenzimidazole membranes and their use in vanadium redox flow batteries, Small, 2022, 18, 2206284. https://doi.org/10.1002/ smll.202206284. 3. Polymer Membranes for All-Vanadium Redox Flow Batteries: A Review, Membranes 2021, 11, 214. https://doi.org/10.3390/ membranes11030214. - Dansk Kemi, 105, nr. 1, 2024 19

    ...