PFAS-Free Membranes for Energy Storage and Conversion Systems (PFESS)

Le batterie a flusso redox (RFB) sono tecnologie emergenti per l'accumulo di energia su larga scala e sono importanti per la neutralità climatica, la stabilizzazione della rete e il peak shaving. Tuttavia, hanno un loro impatto ambientale e possono contenere sostanze pericolose come i PFAS. Ad esempio, le RFB sono costituite da membrane protoniche selettive, realizzate principalmente con polimeri polifluorurati (PFSA o PTFE), e possono anche contenere altre sostanze pericolose o estremamente pericolose (SoC o SVHC), che potrebbero essere sostituite da dispositivi privi di PFAS (ad esempio membrane in PEEK o nanocellulosa). Questo progetto mira a confrontare, identificare e raccogliere dati su sostanze (potenzialmente) pericolose nei componenti RFB, nonché su alternative prive di PFAS (ad esempio membrane in PEEK o nanocellulosa). Le informazioni sulle loro prestazioni tecniche e ambientali saranno raccolte in un inventario di prodotti, che costituirà la base per le considerazioni sul ciclo di vita. Verrà eseguito un test di rilascio e riciclaggio su scala di laboratorio. Ciò comporterà la triturazione di membrane con e senza PFAS per simulare processi di riciclaggio e rigranulazione, durante i quali verranno condotte misurazioni di aerosol. La polvere risultante (particelle ultra/fini) e i rigranulati verranno raccolti e ulteriormente testati per la tossicità. I ​​test includeranno valutazioni di ecotossicità utilizzando pesce zebra e Daphnia magna e valutazioni di tossicità umana utilizzando modelli di epitelio bronchiale ed epidermide. I risultati attesi forniranno una guida tecnica per supportare la produzione di RFB privi di PFAS per migliorare la salute e la sicurezza sul lavoro e ridurre i rischi ambientali.

Redox Flow Batteries (RFBs) are emerging technologies for large-scale energy storage and are important for climate neutrality, grid stabilisation and peak shaving. However, they have their own environmental footprint and can contain hazardous substances such as the 'forever chemicals' PFAS. For example, RFBs consist of proton-selective membranes, mainly made of polyfluorinated polymers (PFSA or PTFE), and may also contain other substances of concern or very high concern (SoC or SVHC), which could be replaced by PFAS-free substitutes (e.g. PEEK or nanocellulose membranes). This project aims to compare, identify and collect data on (potentially) hazardous substances in RFB components, as well as on PFAS-free alternatives (e.g. PEEK or nanocellulose membranes). Information on their technical and environmental performance will be collected in a product inventory, which will form the basis for life cycle considerations. A laboratory scale release and recycling test will be carried out. This will involve shredding membranes with and without PFAS to simulate recycling and re-granulation processes, during which aerosol measurements will be conducted. The resulting dust (ultra-/fine particles) and regranulates are collected and further tested for toxicity. Tests will include ecotoxicity assessments using zebrafish and Daphnia magna, and human toxicity assessments using lung and skin models. The expected results will provide technical guidance to support the production of PFAS-free RFBs to improve occupational health and safety and reduce environmental risks.