Recycling und Ressourceneffizienz bei der RedOx-Flow-Batterie

Die anspruchsvollen nationalen Reduktionsziele für den CO2-Ausstoß bis 2020 erwiesen sich als zu ambitioniert. In der Konsequenz sind Anstrengungen nötig, um die Handlungslücke zur Erreichung dieser Ziele so weit wie möglich zu schließen. Die Vanadium-Redox-Flow-Batterie (VRFB) unterstützt als Zwischenspeicher die Implementierung von regenerativer Energieerzeugung und trägt somit indirekt erheblich zu einer Verminderung der CO2-Emissionen bei. Dennoch ist in der Redox-Flow-Batterie der Materialeinsatz im Verhältnis zur umsetzbaren Energiemenge vergleichsweise hoch. Umso wichtiger ist, dass auch die Technologie selbst ressourcenschonend konzipiert wird und Herstellung, Betrieb und Lebensende des Redox-Flow-Stacks so wenig CO2-Ausstoß wie möglich generieren. Für die Erreichung des Gesamtziels einer recycling- und ressourceneffizienten VRFB sollen an der TUC kommerziell erhältliche, im Projekt entwickelte recycelte sowie bereits im Zellbetrieb verwendete Materialien hinsichtlich ihrer Eigenschaften in-situ charakterisiert werden. Besonders interessant ist hierbei, dass diese umfassenden experimentellen Untersuchungen unter vergleichbaren Bedingungen durchgeführt werden und so wertvolle wissenschaftlich Ergebnisse bezüglich der Materialänderung durch neue Materialzusammensetzungen sowie den Betrieb in einer VRFB gewonnen werden können. Darüber hinaus sollen die erzielten experimentellen Ergebnisse in ein Modell zur Nachhaltigkeitsbewertung der Batterie einfließen. In einem ganzheitlichen Modell zur Analyse und Bewertung der Kosten und der potenziellen Umweltauswirkungen über den Lebenszyklus des Systems (Life Cycle Costing, LCC; Life Cycle Assessment, LCA) wird zunächst der Status-quo erfasst. In weiteren Schritten werden dann Potenziale zur Reduktion des CO2-Ausstoßes (Global Warming Potential, GWP) und zur Steigerung der Ressourceneffizienz quantifiziert. Dabei werden Prozesse von closed-loop und open-loop Recyclingpfaden analysiert und bewertet.