Das Projekt "Treatment of electrolytes from a zinc electrolysis plant by eed (electro-electro-dialysis)" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von Preussag-Weser-Zink durchgeführt. Objective: To build and operate a dialysis cell of industrial size together with the necessary ancillary equipment to test the EED process in long term commercial use. The EED allows a higher yield of zinc connected with considerable energy savings for removal of magnesium from the electrolyte compared with alternative possibilities. General Information: Preussag-Weser-Zink GmbH operates in Nordenham (Germany) a plant for the hydrometallurgical-electrolytic production of zinc with a capacity of 110 000 tons of electrolytic zinc per year. During the electrolysis an enrichment of the magnesium content of the electrolyte taken place. To limit this enrichment, a special treatment of a part of the electrolyte stream is necessary. Per ton of produced zinc generally 0.1 to 0.2 m3 of electrolyte are subjected to this treatment which consists of neutralizing the electrolyte with zinc. This leads to the formation of 30 to 70 Kg per ton of produced zinc, which is costly and energy intensive to dispose of. Within the framework of this project it is intended to subject a part of the magnesium containing neutral zinc sulfate (neutral lye) as a catholyte to an Electro-Electro-Dialysis (EED). In the EED more than 80 per cent of the zinc is separated in the usual quality at the cathode while a corresponding part of sulfate ions go into the anolyte and arerecirculated into the process. The zinc which has and been separated at the cathode in the EED is recovered in a second process step by selective precipitation. EED was developed in the research institute of Minemet in France and pilot testing took place at Preussag-Weser-Zink GmbH, during 12 months. The pilot plant consisted of 2-3 dialysis cells producing daily 3 Kg of zinc per cell. Results from the pilot trials confirmed the previous laboratory work. The demonstration plant consisted of a dialysis cell with five industrially sized cathodes of 1,2 m2 active surface and additional equipment for the treatment of the catholyte by selective precipitation. The production capacity of the demonstration plant was 50 kg zinc per day. From the laboratory work and the previous pilot tests for a 110,000. For a 110,000 tons zinc producing plant the estimated energy saving amounts to 1,400 TOE/year, in addition to which 91 000 000 000 KJ/a of primary energy are substituted with 32.3 000 000 000 KJ/a of electrical energy. On the basis of the above saving, the cost of handling 1 m3 of the electrolyte solution is calculated to be DM 168. compared to the current disposal cost (to a third party) of DM 198. The process is covered by a joint patent and a cooperation contract covers the relationship between Minemet and Preussag. Achievements: Important technical know-how for electrolytic processes using membranes was generated. Among others the cell with compartments for cathodes and anodes and the membranes fixing system had to be designed and materials and membranes chosen. The membrane IONAC MA 3475 from SYBRON CHEMICALS gave...
Das Projekt "Teilvorhaben: Li-Metall-Anode und Zellkonzepte zur Realisierung einer Li-Semi-Flow-Zelle" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von VARTA Microbattery GmbH durchgeführt. Ziel dieses Projekts ist es, eine neuartige Lithium/Schwefel-Semi-Flow-Batterie zu entwickeln. Diese neuartige Flow-Batterie kombiniert auf gewinnbringende Weise viele Vorteile der Lithium-Schwefel- und Flow-Batterien und eliminiert zugleich einige der bekannten Nachteile beider Batteriearten. Ergebnis ist ein Batteriekonzept mit deutlich höherer Energiedichte als Polysulfid-Flow-Batterien und besserer Materialausnutzung und Zyklenfestigkeit als Li/S. Letzteres resultiert aus dem neuartigen Flow-Prinzip mit einem Katholyt auf Suspensionsbasis. Das gesamte Aktivmaterial ist hierbei an Trägerpartikel gebunden, welche statistisch verteilt elektrischen Kontakt zu einem Stromsammler erhalten. Die Trägerpartikel sind darüber hinaus mit Elektrokatalysatoren funktionalisiert, so dass die Elektrodenkinetik über den Effekt der stark erhöhten Elektrodenoberfläche hinaus verbessert werden kann. Ferner wird die Lithium-Anode durch eine Schicht Li-leitenden Glases geschützt (aus dem Förderprojekt GLANZ FKZ 03X4623B. Sie wird von Freudenberg mit ihren Vliesstoffen kombiniert, um die Verarbeitbarkeit zu verbessern. Die Kathodenentwicklung liegt bei den Forschungspartnern (fem, HTW). Für die Anpassung des Separators und der Li-Anode bringen die Partner FNT und VMB den Input als Entwickler und Hersteller dieser Komponenten. Für den Aufbau des Prototyps und die Beurteilung hinsichtlich möglicher Anwendungen sind ein Batteriehersteller (VMB) und ein Anwender (VS) unter den Projektpartnern. - AP1: Anforderungen und Zielspezifikationen (fem, FNT, HTW, VMB, VS) - AP2: Entwicklung und Charakterisierung eines Katholyten auf Suspensionsbasis (fem, HTW) - AP3: Entwicklung und Charakterisierung der Stromsammler-Oberfläche (fem, HTW) - AP4: Entwicklung und Charakterisierung eines mechanisch und chemisch stabilen Separators für Li-S Flow Batterien (FNT) - AP5: Erforschung einer geeigneten Li-Metall-Anode (VMB) - AP6: Neue Zellkonzepte zur Realisierung einer Li-Semi-Flow-Zelle (VMB, VS).
Das Projekt "Teilvorhaben: Legierungsabscheidungen für die Schwefel-FLOW-Kathode" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von Forschungsinstitut Edelmetalle und Metallchemie (fem) durchgeführt. Ziel dieses Projekts ist es, eine neuartige Lithium/Schwefel-Semi-Flow-Batterie zu entwickeln. Diese neuartige Flow-Batterie kombiniert auf gewinnbringende Weise viele Vorteile der Lithium/Schwefel(Li/S)- und Flow-Batterien und eliminiert zugleich einige der bekannten Nachteile beider Batteriearten. Ergebnis ist ein Batteriekonzept mit deutlich höherer Energiedichte als Polysulfid-Flow-Batterien und besserer Materialausnutzung und Zyklenfestigkeit als Li/S-Batterien. Letzteres resultiert aus dem neuartigen Flow-Prinzip mit einem Katholyt auf Suspensionsbasis. Das gesamte Aktivmaterial ist hierbei an Trägerpartikel gebunden, welche statistisch verteilt elektrischen Kontakt zu einem Stromsammler erhalten. Die Trägerpartikel sind darüber hinaus mit Elektrokatalysatoren funktionalisiert, so dass die Elektrodenkinetik über den Effekt der stark erhöhten Elektrodenoberfläche hinaus verbessert werden kann. Ferner wird die Li-Anode durch eine Schicht Li-leitenden Glases geschützt (aus dem Förderprojekt GLANZ FKZ 03X4623B). Sie wird von Freudenberg mit Vliesstoffen kombiniert, um die Verarbeitbarkeit zu verbessern. Die Kathodenentwicklung liegt bei den Forschungspartnern fem+HTW. Für die Anpassung des Separators und der Li-Anode bringen die Partner FNT+VMB den Input als Entwickler und Hersteller dieser Komponenten. Für den Aufbau des Prototyps und die Beurteilung hinsichtlich möglicher Anwendungen sind ein Batteriehersteller (Projektpartner VMB) und ein Anwender (VS im Unterauftrag von VMB) beteiligt. AP1: Anforderungen und Zielspezifikationen (alle) AP2: Entwicklung und Charakterisierung eines Katholyten auf Suspensionsbasis (fem,HTW) AP3: Entwicklung und Charakterisierung der Stromsammler-Oberfläche (fem,HTW) AP4: Entwicklung eines mechanisch und chemisch stabilen Separators für Li-S Flow Batterien (FNT) AP5: Erforschung einer geeigneten Li-Metall-Anode (VMB) AP6: Neue Zellkonzepte zur Realisierung einer Li-Semi-Flow-Zelle (VMB,VS im UA) AP7: Demonstrator und Auswertung (alle).
Das Projekt "Teilvorhaben: Separator für eine Lithium-Batterie mit Schwefel-FLOW-Kathode" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von Freudenberg Technology Innovation SE & Co. KG durchgeführt. Ziel dieses Projekts ist es, eine neuartige Li/S-Semi-Flow-Batterie zu entwickeln. Diese neuartige Flow-Batterie kombiniert auf gewinnbringende Weise viele Vorteile der Li/S-Batterien & Polysulfid-Flow-Batterien & eliminiert zugleich einige der bekannten Nachteile beider Batteriearten. Ergebnis ist ein Batteriekonzept mit deutlich höherer Energiedichte als Polysulfid-Flow-Batterien, wobei nahezu die Energiedichte von klassischen Li/S-Batterien erreicht werden könnte. Im Gegenzug wird jedoch die Materialausnutzung & Zyklenfestigkeit im Vergleich zu den klassischen Li/S-Batterien deutlich verbessert. Letzteres resultiert aus dem neuartigen Flow-Prinzip, nach welchem die Kathodenseite arbeitet. In dieser neuartigen Batterie wird ein Katholyt auf Suspensionsbasis verwendet. Das gesamte Aktivmaterial ist hierbei an dispersoide Trägerpartikel gebunden, welche mittels Konvektion in einem statistischen Prozess regelmäßigen Kontakt zu einem Stromsammler erhalten. Die Trägerpartikel sind darüber hinaus mit Elektrokatalysatoren funktionalisiert, so dass die Elektrodenkinetik über den Effekt der stark erhöhten Elektrodenoberfläche hinaus verbessert werden kann. Das neuartige Konzept des Kathodenaufbaus erfordert auch eine Anpassung des Separators, dass die Aufgabenstellung für FNT darstellt. Folgende Arbeitspakete werden zur Erreichung des Forschungsziels bearbeitet : - AP1: Anforderungen & Zielspezifikationen (fem, FNT, HTW, VMB) - AP2: Entwicklung & Charakterisierung eines Katholyten auf Suspensionsbasis (fem, HTW) - AP3: Entwicklung & Charakterisierung einer Schicht für die Stromsammleroberfläche (fem, HTW) - AP4: Entwicklung & Charakterisierung eines mechanisch & chemisch stabilen Separators für Li-S Flow Batterien (FNT) - AP5: Erforschung einer geeigneten Li-Metall-Anode (VMB) - AP6: Erforschung neuer Zellkonzepte zur Realisierung einer Li-Semi-Flow-Zelle (VMB, VS) - AP7: Aufbau Demonstrator & ganzheitliche Auswertung der Ergebnisse aller Partner (fem, FNT, HTW, VMB).
Das Projekt "Teilvorhaben: Herstellung und Konditionierung von Trägerpartikeln mit hoher spezifischer Oberfläche für die Anwendung als Dispersionselektrolyt in der Schwefel- Flow-Kathode" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von Hochschule Aalen, Hochschule für Technik und Wirtschaft, Forschungsinstitut für Innovative Oberflächen (FINO), Arbeitsgruppe Sörgel durchgeführt. Ziel dieses Projekts ist es, eine neuartige Lithium/Schwefel-Semi-Flow-Batterie zu entwickeln. Diese neuartige Flow-Batterie kombiniert auf gewinnbringende Weise viele Vorteile der Lithium-Schwefel-Batterien und Polysulfid-Flow-Batterien und eliminiert zugleich einige der bekannten Nachteile beider Batteriearten. Ergebnis ist ein Batteriekonzept mit deutlich höherer Energiedichte als Polysulfid-Flow-Batterien, wobei nahezu die Energiedichte von klassischen Li/S-Batterien erreicht werden könnte. Im Gegenzug wird jedoch die Materialausnutzung und Zyklenfestigkeit im Vergleich zu den klassischen Li/S-Batterien deutlich verbessert. Letzteres resultiert aus dem neuartigen Flow-Prinzip, nach welchem die Kathodenseite arbeitet.