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Forschungsstelle
BFE
Projektnummer
SI/501421
Projekttitel
RFBmem – Chemie und Stabilität von gepfropften Membranen für Redox-Flussbatterien (RFBmem)
Projekttitel Englisch
RFBmem – Chemistry and Stability of Grafted Membranes for Redox Flow Batteries

Texte zu diesem Projekt

 DeutschFranzösischItalienischEnglisch
Kurzbeschreibung
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Schlussbericht
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Erfasste Texte


KategorieText
Kurzbeschreibung
(Deutsch)
Das Ziel des Forschungsprojektes besteht darin, die am PSI entwickelte Membrantechnologie für Redox-Flussbatterien weiterzuentwickeln im Hinblick auf eine kommerzielle Umsetzung. Integraler Teil der geplanten Untersuchungen ist die Ausarbeitung von Methoden zur beschleunigten Alterung von Membranen, um Innovationszyklen zu verkürzen. Diese Arbeit begleitet die Massnahmen, in deren Rahmen auch ein 10 kW Demonstrator realisiert wird, zur Gründung eines Spin-Off Unternehmens.
Kurzbeschreibung
(Englisch)
The objective of the research project is the further development of the PSI membrane technology for redox flow batteries with a view of industrial implementation. The elaboration of accelerated stress test protocols is an integral aspect of the study to decrease innovation cycles. The proposed work accompanies the activities, which also involve the realization of a 10 kW demonstrator, aimed at the establishment of a spin-off company.
Schlussbericht
(Deutsch)
Die Zielsetzung dieses Forschungsprojektes war die Weiterentwicklung der PSI Membrantechnologie für Redox-Flussbatterien im Hinblick auf eine kommerzielle Umsetzung. Die Promotionsarbeit beinhaltete die Optimierung der Membranzusammensetzung durch Anpassung der Pfropfkomponente für eine verbesserte oxidative Stabilität. Die Beschreibung der neuen Membranzusammensetzung wurde zum Patent angemeldet. Weitere Arbeiten beinhalteten die Untersuchung der Vanadium-Transporteigenschaften von verschiedenen Membranen. Dabei zeigte die am PSI entwickelte amphotere Ionentauschermembran deutliche Vorteile gegenüber kommerziellen Membranen. Ein Arbeitspaket zur Methodenentwicklung war beschleunigten Alterungstests von Membranen gewidmet. In Cer(IV) Lösungen bei Temperaturen bis 80°C zeigten Membranen eine um bis einen Faktor 200 beschleunigte oxidative Alterung. Diese Methode ermöglicht es, Membranen effizient zu qualifizieren und Ihre Eignung für den Einsatz in Vanadium Redox-Flussbatterien zu prüfen. Gleichzeitig zu diesen Arbeiten wurde die Bemühungen zur kommerziellen Umsetzung vorangetrieben, und im März 2019 wurde ‘Gaia Membranes’ vom PSI ausgegründet. Der CTO ist Fabio J. Oldenburg, dessen Doktorarbeit durch dieses Projekt finanziert wurde. Im Rahmen des Arbeitspaketes ‘Demonstration’ wurden die Scale-up Prozessschritte unterstützt und es konnten erste Membranchargen an Kunden zur Evaluation oder Integration in Demonstrationsprojekte geliefert werden. In einem Anschlussprojekt für eine Dissertation wird die Forschung an Membranen für Redox-Flussbatterien fortgeführt. Gleichzeitig wird die Umsetzung der PSI-Membrantechnologie in Zusammenarbeit mit Gaia Membranes weitergeführt.
Schlussbericht
(Englisch)
The objective of the research project was the further development of the PSI membrane technology for redox flow batteries with a view to a commercial implementation. The PhD thesis project comprised a continued development of the membrane chemistry by changing the composition of the graft component for improved oxidative stability. A patent application describing this new chemistry has been filed. Furthermore, the vanadium transport properties across different membrane types has been studied in detail. The amphoteric ion-exchange membrane from PSI hereby showed a clear advantage over commercial membranes. A work package on method development was devoted to the study and implementation of an accelerated stress test (AST) to characterize oxidative stability of membranes. By exposing membranes to a solution of cerium(IV) at elevated temperature (up to 80°C), an acceleration factor for degradation of up to 200 could be attained. This method can greatly help to screen membranes and assess their suitability for vanadium redox flow battery applications. In parallel to this project, technology implementation efforts continued, and in March 2019 the PSI spin-off ‘Gaia Membranes’ was founded. The CTO is Fabio J. Oldenburg, who was the PhD student behind this project. The ‘demonstrator’ work package of this project supported the scale-up efforts of Gaia Membranes to allow supply of first batches of membranes to customers for evaluation and demonstration purposes. Future work is aimed, on the one hand, at further research in the framework of a follow-up PhD study, and, on the other hand, at continuing the implementation of PSI membrane technology and collaboration with the Gaia Membranes.
 
Zugehörige Dokumente