Pfas-Free Membranes for Energy Storage and conversion Systems

Redox-Flow-Batterien (RFBs) sind neue Technologien für die großtechnische Energiespeicherung und spielen eine wichtige Rolle für die Klimaneutralität, die Netzstabilisierung und die Spitzenlastabdeckung. Allerdings haben sie ihren eigenen ökologischen Fußabdruck und können gefährliche Stoffe wie die „ewigen Chemikalien“ PFAS enthalten. Dieses Projekt zielt darauf ab, Daten zu (potenziell) gefährlichen Stoffen in RFB-Komponenten sowie zu PFAS-freien Alternativen (z. B. PEEK- oder Nanocellulose-Membranen, halogenfreie Dichtungen, Bindemittel oder Flammschutzmittel usw.) zu vergleichen, zu identifizieren und zu sammeln. Informationen zu ihrer technischen und ökologischen Leistung werden in einem RFB-spezifischen Produktinventar gesammelt, das die Grundlage für Lebenszyklusbetrachtungen bildet. Darüber hinaus wird ein Freisetzungs- und Recycling-Test im Labormaßstab durchgeführt. Dabei werden Membranen mit und ohne PFAS zerkleinert, um Recycling- und Regranulierungsprozesse zu simulieren, während denen Aerosolmessungen durchgeführt werden. Der dabei entstehende Staub und die Regranulate werden gesammelt und weiter auf ihre Toxizität getestet. Die Tests umfassen Ökotoxizitätsbewertungen mit Zebrafischen und Daphnia magna sowie Human-Toxizitätsbewertungen mit Lungen- und Hautmodellen. Die aus dem Produktinventar, den Freisetzungstests und den Toxizitätstests gewonnenen Primärdaten werden für eine chemische Fußabdruckbewertung (CSA) mit USEtox und für eine soziale Lebenszyklusanalyse (social LCA) verwendet. Die Projektergebnisse und ein Stakeholder-Workshop werden genutzt, um wichtige Leistungsindikatoren und Empfehlungen für nachhaltige RFB-Systeme ohne gefährliche Stoffe abzuleiten, die auf dem Prinzip „Safe and Sustainable by Design“ (SSbD) basieren. Die erwarteten Ergebnisse werden technische Leitlinien liefern, um die Herstellung von PFAS-freien RFBs zu unterstützen, die Gesundheit und Sicherheit am Arbeitsplatz zu verbessern und Umweltrisiken zu verringern.