Die Vanadium-Flow Batterie (VFB) kann einen wesentlichen Beitrag zur Energiewende leisten, da diese vielversprechende Energiespeichertechnologie sich aufgrund ihrer einzigartigen Eigenschaften besonders gut für stationäre Energiespeicher im industriellen Maßstab eignet. Das Ziel dieses Projektes war das Recycling und die Ressourceneffizienz von relevanten Stackkomponenten der VFB zu untersuchen. Aktuell werden diese Komponenten ohne Rezyklat gefertigt, obwohl dieser Batterietyp aufgrund der Stackbauweise ein besonders hohes Recyclingpotenzial hat. Bei der Fertigung von Stackkomponenten mit einem gewissen Rezyklatanteil muss jedoch überprüft werden, ob dies einen negativen Einfluss auf die Leistungsparameter und die Materialeigenschaften hat.

Um das mögliche Leistungsdefizit der wiederverwendeten oder Rezyklat beinhaltenden Materialien zu erfassen, muss zunächst ein geeignetes Referenzsystem definiert und untersucht werden. Als Referenz eignen sich in diesem Fall besonders neuwertige Materialien, die keinen Rezyklatanteil aufweisen und sich noch im ungebrauchten Zustand befinden. Zusätzlich zur Referenz wird ein einheitliches Repertoire an Tests benötigt, mit dem Aussagen über den Leistungszustand und die Performance der Materialien getroffen werden können. Zu diesen Tests gehört beispielsweise die elektrochemische Impedanzspektroskopie. Mit dieser Technik ist es möglich, einen Einblick in die Degradation von Materialien, wie Membranen, Elektroden oder Bipolarplatten, zu erhalten. Das Vergleichen der Ergebnisse von Referenz und Recyclingmaterial zeigt Veränderungen der Materialeigenschaften auf und darauf aufbauend können eventuelle Anpassungen an der Zusammensetzung oder dem Rezyklatanteil in den neuen Materialien durchgeführt werden. Im Rahmen dieses Projekts wurde eine umfassende Referenzdatenbank mit unterschiedlichen Elektrodentypen, Bipolarplatten und Membranen erarbeitet. Es ist ebenfalls gelungen, eine geeignete Messystematik zu entwickelt und Veränderungen der Performance vom Material der Recycelten und wiederverwendeten Materialien gegenüber dieser Referenz eingehend aufzuzeigen.

Basierend auf den internen Daten und den Daten der Projektpartner wurden Massen- und Energiebilanzen für verschiedene Recyclingpfade berechnet. Voraussetzung dafür war die Erstellung eines Life Cycle Assessment (LCA) Systemmodells der VFB über den gesamten Lebenszyklus. Die verschiedenen Recyclingpfade sowie die Bilanzen wurden entsprechend im Modell abgebildet. Dadurch konnten verschiedene End-of-Life Ansätze perspektivisch analysiert werden und entsprechend konnte die potentielle Reduzierung der Emissionen quantifiziert werden. Außerdem wurde mit weiteren europäischen Instituten ein Standard für die Modellierung eines Systems für Flow-Batterien entwickelt. Ebenso wurden alle untersuchten Parameter in einem Life Cycle Costing (LCC) Modell auf potentielle Kostenreduktionen überprüft.