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pte20180829003 Umwelt/Energie, Forschung/Entwicklung

Blaues Abwasser speichert elektrische Energie

Neuer Elektrolyt für Redox-Flow-Batterien verwendet Methylenblau aus Textilfabriken


Versuchsanordnung mit zwei Tanks (Foto: Meredith Forrest Kulwicki, buffalo.edu)
Versuchsanordnung mit zwei Tanks (Foto: Meredith Forrest Kulwicki, buffalo.edu)

Buffalo (pte003/29.08.2018/06:10) Gesundheitsgefährdende Abwässer aus Textilfabriken lassen sich in sogenannten Redox-Flow-Batterien weiterverwenden. Denn sie speichern sehr große Mengen an Strom - und das kostengünstig. Speziell geht es um Methylenblau, ein in Wasser lösliches Pulver, das Textilfasern und Papier intensiv blau färbt. Es lässt sich schwer aus den Abwässern entfernen. Forscher der University of Buffalo http://buffalo.edu kamen deshalb auf die Idee, die blauen Abwässer zum Elektrolyten umzufunktionieren.

Für Wind- und Solarkraftwerke

Redox-Flow-Batterien bestehen aus einem Reaktor, in den eine Flüssigkeit gepumpt wird. Hier findet eine Reaktion statt, bei der dem Elektrolyten Energie entzogen wird - es fließt ein Strom. Die Flüssigkeit landet in einem zweiten Tank. Beim Aufladen verläuft der Prozess in umgekehrter Richtung. Das Besondere an diesem Batterietyp: Seine Kapazität ist allein von der Größe der Tanks abhängig. Werden sehr große Behälter eingesetzt, lässt sich sehr viel Strom speichern, etwa die überschüssige Energie von Windfarmen und Solarkraftwerken.

"Methylenblau ist ein Färbemittel, das in großem Umfang genutzt wird", sagt Timothy Cook, Juniorprofessor für Chemie. "Da es gesundheitsgefährdend ist, kann man es nicht einfach in die Umwelt entlassen." Es habe schon viele Versuche gegeben, den Farbstoff aus den Abwässern zu entfernen. Doch sie seien alle sehr aufwendig und damit kostenintensiv. Außerdem entstünde dabei wiederum neuer Abfall.

Zweite Nutzung dank Färbersalzen

"Statt das Abwasser zu reinigen, haben wir nun einen Weg gefunden, es zu nutzen", so Anjula Kosswattaarachchi, die Chemie studiert und mit Cook zusammenarbeitet. Die Forscher machen sich zunutze, dass beim Färben neben Pigmenten auch Salze eingesetzt werden. Diese landen gemeinsam mit Methylblau im Abwasser. Elektrolyte für Redox-Flow-Batterien benötigen ohnehin Salz. Aus dem Grund sind die Abwässer als Helfer beim Speichern von Strom nutzbar.

Die Wissenschaftler haben bereits Batterien gebaut, die mit einem Elektrolyten funktionieren, den sie aus Methylblau, Salzen und Wasser gemixt haben. Sie überstanden 50 Lade- und Entladevorgänge, ohne in ihrer Leistung nachzulassen. Im nächsten Schritt wollen sie es mit realen Abwässern aus der Färberei versuchen. Kosswattaarachchi entwickelte, bevor sie zur University of Buffalo kam, am Sri Lanka Institute of Nanotechnology http://slintec.lk neue Textiltechniken. Die Nutzung von Abwässern könnte dem Land mit seiner großen Textilindustrie erhebliche Kosten einsparen.



(Ende)
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