Neues Verfahren verwandelt Industrieabfälle in Batterien zur Speicherung erneuerbarer Energien.
Aus Abfall wird Rohstoff – dieses Prinzip gewinnt in der Kreislaufwirtschaft weiter an Bedeutung. Ein Forscherteam der Northwestern University in Evanston, Illinois (USA) hat nun einen bemerkenswerten Durchbruch erzielt: Das Team hat eine Methode entwickelt, mit der ein bislang ungenutzter Industrieabfall in wertvolle Batteriekomponenten umgewandelt werden kann.
Vom lästigen Abfallprodukt zum wertvollen Rohstoff
Im Fokus der Forschung steht Triphenylphosphinoxid, kurz TPPO – ein Molekül, das massenhaft bei der industriellen Herstellung verschiedener Produkte, darunter Vitamintabletten, als Nebenprodukt anfällt. Bisher musste dieser Stoff kostenintensiv entsorgt werden. Die Wissenschaftler haben nun entdeckt, wie sich das Abfallmolekül für den Einsatz in sogenannten Redox-Flow-Batterien nutzbar machen lässt.
Diese Art von Energiespeichern funktioniert anders als die bekannten Lithium-Ionen-Batterien: Statt Energie in festen Elektroden zu speichern, pumpen Redox-Flow-Batterien Energie zwischen flüssigen Elektrolyten hin und her – ein Verfahren, das besonders für großtechnische Anwendungen interessant ist.
Ideale Lösung für erneuerbare Energien
Obwohl solche Batterien für den Einsatz in Smartphones oder Elektroautos zu groß und schwer sind, bieten sie entscheidende Vorteile für die Energieinfrastruktur. Sie eignen sich hervorragend zur Speicherung erneuerbarer Energien aus Wind- oder Solaranlagen, um Schwankungen im Energieangebot auszugleichen und eine stabile Versorgung zu gewährleisten.
Die Doktorandin Emily Mahoney, Erstautorin der Studie, sagt: „Es kann bei dem neuen Verfahren nicht nur ein organisches Molekül verwendet werden, dieses kann sogar eine hohe Energiedichte mit hoher Stabilität erreichen.“ Das Molekül komme damit seinen „metallbasierten Konkurrenten” näher, sagt sie.
Nachhaltige Alternative zu kritischen Rohstoffen
Die weltweite Nachfrage nach Batterien steigt rapide an, und damit auch der Bedarf an Metallen wie Lithium und Kobalt. Beide Rohstoffe werden jedoch oft unter problematischen Bedingungen abgebaut – und ihre Vorkommen sind begrenzt. Eine Abkehr von metallbasierten Lösungen hin zu nachhaltigeren Alternativen wird daher immer dringlicher.
Das neu entdeckte Verfahren der Wissenschaftler an der Northwestern University zeigt dabei exemplarisch, wie Abfallverbindungen zukünftig in wertvolle Ressourcen transformiert werden könnten. Und das Potenzial ist enorm, denn jährlich fallen tonnenweise TPPO an.