Biobaserade Redox-flödesbatterier

Abstract

Biobaserade material i redox-flödesbatterier utgör ett relativt nytt forskningsfält inom området för elektrokemisk energilagring. Dessa material möter behovet av att begränsa användningen av kritiska mineraler inom batteriindustrin, särskilt med tanke på det ökande behovet av storskaliga energilagringslösningar. Den kraftiga tillväxt som förväntas inom produktionen av förnybar el, särskilt genom tekniker som vind- och solkraft, kräver ett etiskt, ekonomiskt och tekniskt hållbart system för lagring av elektrisk energi. Denna litteraturanalys presenterar inte bara några av de biobaserade material som används i redox-flödesbatterier, utan syftar även till att förklara batteriernas grundläggande funktion. Med utgångspunkt i elektrokemins begynnelse görs ett försök att förstå dagens biobaserade redox-flödesbatterier genom grundläggande begrepp och en översikt över konkurrerande teknologier. Även om området studeras flitigt och antalet patentsökningar ökar snabbt, befinner sig de flesta tillämpningar fortfarande på laboratorienivå. Det finns ett fortsatt behov av forskning och investeringar för att teknologin ska kunna uppfylla sin fulla potential som ett hållbart alternativ inom elektrokemisk energilagring. För att hålla studien fokuserad på den huvudsakliga forskningsfrågan, vad biobaserade redox-flödesbatterier är, har många tekniska begrepp och biobaserade ämnen uteslutits från arbetets omfattning.

Biobased redox flow batteries is a novel field within the electrochemical energy storage sector. It meets the need for controlling the amount of critical minerals used by the battery industry specifically with the growing need of large-scale energy storage solutions in mind. The substantial projected growth in renewable electricity production needs to be coupled with and ethically, economically, and technically sound storage system for electric energy. This literature review presents not only some of the biobased materials used in redox flow batteries, but strives to present the working principle of the batteries. An attempt to understand modern day biobased redox flow batteries is made by starting at the very beginning of the electrochemical field followed by an introduction of basic concepts of battery technology and rivalling technologies. Whereas biobased materials in redox flow batteries is a widely studied area with a rapid growth in patents field, most of the applications still exist in laboratory settings. There is a need for continued research and investments for the technology to fully meet the projected potential of renewable battery materials. To keep the study focused on answering the main research question of what biobased redox flow batteries are, many technical concepts and biobased compounds were left outside the scope of this thesis.