Neuartige Lignin-basierte Elektrolyte für den Einsatz in Redox-Flow-Batterien

Die im Teilvorhaben entwickelten keramischen Multikanalmembranen lassen durch ihre Konzeption eine hohe Bandbreite von Prozessparametern in ihrer Anwendung zu. Bei den durchgeführten Versuchen konnte daher auch eine hohe Wirtschaftlichkeit der Membranprozesse erzielt werden durch die Festlegung von Prozessparametern für einen energetisch effizienten Filtrationsprozess.

Das entwickelte Membrankonzept ist modular aufgebaut. Der Fokus liegt auf Ultra- und Nanofiltrationsmembranen mit Trenngrenzen im Bereich von 4 kDa bis 0,5 kDa. Hierzu wurden im Projekt keramische Beschichtungen entwickelt (Materialrezepturen und Applikationsprozesse), welche auf kommerziell erhältliche Grundkörper appliziert wurden. Diese Beschichtungen sind konsekutiv aufgebaut, dies bedeutet, dass beispielsweise eine Beschichtung mit einer Trenngrenzen von 1 kDa auf eine darunter liegende Keramikschicht mit 4 kDa Trenngrenze appliziert wird. Zur Erzielung hoher Schichtqualitäten wurden bei den Membranen mit den niedrigsten Trenngrenzen bis zu 16 keramische Schichten einzeln appliziert und gesintert. Dieser Schichtaufbau führt zu sehr defektarmen funktionalen Schichten bei gleichzeitig hohen Permeabilitäten im Vergleich zu keramischen Membranen von Wettbewerbern. Weiterhin führt dieser Schichtaufbau zu sehr glatten Oberflächen. Dadurch wird die Foulingneigung gerade beim hier untersuchten hochkonzentrierten organischen Stoffsystem sehr gering und die gute Rückreinigbarkeit der Membranen ist gewährleistet. Somit zeigen diese Membranen insbesondere eine scharfe Cut-off-Charakteristik und eine hohe Trennqualität im molekularen Bereich.

Quelle: https://www.fnr.de/index.php?id=11150&fkz=2220HV053F (jüngster Zugriff: 04.07.2025)