aws Innovationsschutz | 2023 | Wien

Ionentauscher Membranen (Separatoren) sind ein zentraler Bestandteil von Redox-Flow Batterien, Brennstoffzellen und diverser Separationsanlagen. Die derzeitige Technologie basiert auf perfluorierten Kunststoffen, z.B. PTFE oder PVDF, welche ein erhebliches Umweltrisiko und einen großen Kostenfaktor bei Redox-Flow Batterien darstellen. Die Modifizierung von Papier bietet eine kostengünstige und nachhaltige Möglichkeit diese umweltschädlichen Polymere zu ersetzen. Das bereits im Labormaßstab demonstrierte Proof-of-Concept dieser Technologie konnte im Zuge des vorliegenden Prototypen-Projekts erstmals skaliert werden. Der vonseiten der aws finanzierte Prototyp ist damit der erste Skalierungsschritt hin zum industriellen Maßstab. Dieser ermöglicht es Membranen in geeigneten Größen und Mengen bereitzustellen, um neue Anwendungsmöglichkeiten zu erschließen und den Prozess besser zu verstehen.

Durch den Bau des Prototyps konnte eine verbesserte Qualität der hergestellten Membranen erreicht werden, indem ein hoher Anteil an manueller Arbeit durch automatisierte, maschinelle Prozesse ersetzt werden konnte. Neben der dadurch erreichten Qualitätssteigerung können auch Einflussfaktoren besser verstanden werden, da menschliche Einflüsse ausgeschlossen werden können. Die weitere Produktentwicklung kann effizienter gestaltet werden und Testungen können nun deutlich schneller durchgeführt werden. Die Leistungsfähigkeit und Zuverlässigkeit der Membranen können genauer untersucht und gegebenenfalls optimiert werden.

In quantitativer Hinsicht ist es in Zukunft möglich größere Mengen von Membranen effizienter und günstiger herstellen. Mit dem vorliegenden Prototyp ist der erste Schritt des Scale-ups vom Labormaßstab in eine kleine Produktionsanlage getan und damit der Weg für eine Testung bzw. Implementierung bei größeren Anwendungen geebnet.

Der von der TU Graz entwickelte Prototyp weist sowohl qualitative als auch quantitative Verbesserungen auf, die die Verwertungschancen deutlich erhöhen und es ermöglichen, die Membrantechnologie weiter voranzutreiben. Der Prototyp bietet nicht nur eine höhere Produktionskapazität und verbesserte Qualität, sondern auch einen strategischen Vorteil, indem neue Märkte erkundet und die Wettbewerbsfähigkeit gestärkt werden können. Von Seiten der Industrie gibt es bereits ein konkretes Interesse an der Membranseparatoren-Technologie der TU Graz.