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Wissenschaftler der Johannes Gutenberg-Universität Mainz (JGU) arbeiten an der Entwicklung neuer Elektrolyte für Redox-Flow-Batterien auf der Basis von Lignin, das Holz seine Stabilität verleiht. In der Herstellung von Zellstoff aus Holz fällt Lignin als Abfallprodukt an.
Batterien aus Bäumen?
Bisher wird für Flussbatterien vor allem das Metall Vanadium verwendet, das jedoch nur in begrenzter Menge zur Verfügung steht und außerdem teuer ist. Deshalb wird bereits seit einiger Zeit nach Alternativen aus anderen Stoffen gesucht. Kunststoff stand an anderer Stelle als potenzieller Ersatz im Raum - Holzabfälle sind jedoch ein neuartiger Ansatz.
Flüssige Energie
Im Falle der Redox-Flow-Batterie geht es den Wissenschaftlern darum, aus Lignin geeignete Redox-Paare herzustellen. Diese Redox-Paare werden im Elektrolyt von Flussbatterien aufgeladen und dann getrennt in Tanks gespeichert. Bei Bedarf werden sie später in der galvanischen Zelle zur Energieerzeugung wieder zusammengeführt. Aus der Ablauge, die bei der Papier- und Zellstoffproduktion anfällt, soll durch elektrochemische Zerstetzung Chinone gewonnen und für den Ansatz in einer Batterie weiter angepasst werden.
Grüne Chemie mit Elektrosynthese
Bei der Elektrosynthese geht es im Wesentlichen darum, elektrischen Strom als Reagens zu nutzen, wobei die Elektronen zur Oxidation oder Reduktion von organischen Stoffen dienen. Das ist billiger und umweltfreundlicher als konventionelle Reagenzien - vorausgesetzt, die verwendete Elektrizität stammt aus erneuerbaren Quellen. sofern Elektrizität aus erneuerbaren Energien verwendet wird.
Vanillegeschmack aus Holzabfällen
Bisher gibt es nur wenige industriell genutzte elektrosynthetische Prozesse für organische Moleküle. Die Gruppe von Siegfried Waldvogel hat nun unter anderem die Gewinnung des Aromastoffs Vanillin aus Holzabfällen entwickelt. Außerdem werden einige Hilfsstoffe für chemische Reaktionen mit diesen Verfahren schneller verfügbar gemacht.
Neben Geschmacks- und Duftstoffen sowie Wirkstoffen sieht Waldvogel für die Elektrosynthese großes Potenzial bei der Herstellung spezieller Erzeugnisse für die Agrochemie und von Molekülen für die Materialwissenschaften. Mit dieser Methode können oft viele konventionelle Syntheseschritte abgekürzt werden. Darüber hinaus senkt das Verfahren die Abhängigkeit von knappen Rohstoffen, die normalerweise für chemische Reagenzien benötigt werden.
