Батерии, направени от дърво – бъдеще или реалност?

Докато търсенето на електрически превозни средства нараства, учените правят проучвания за нови материали, от които да се произвеждат устойчиви батерии. Лигнинът е едно от веществата, което има голям потенциал да се превърне в материал за подобни батерии. Той се съдържа в дървото.

Преди около осем години голям производител на хартия във Финландия осъзна, че светът се променя. Възходът на дигиталните медии, спадът в офис печата и намаляващата популярност на изпращането на неща по пощата – наред с други фактори – означават, че използването на хартия е намаляло стабилно.

Компанията от Финландия се описва като „един от най-големите частни собственици на гори в света“. Като такъв, той има много дървета, които използва за производството на дървени продукти, хартия, опаковки и др. Сега са се насочили към производството на батерии – батерии за електрически превозни средства, които се зареждат само за осем минути.

Компанията наема инженери, за да проучат възможността за използване на лигнин – полимер, открит в дърветата. Около 30% от състава на дървото е лигнин, в зависимост от вида – останалото е до голяма степен целулоза.

„Лигнинът е лепилото в дърветата, което залепва заедно целулозните влакна и също така прави дърветата много твърди“, обяснява Лаури Лехтонен, ръководител на базираното на лигнин решение за батерии във финландската компания.

Лигнинът, като полимер, съдържа въглерод. А въглеродът е чудесен материал за жизненоважен компонент в батериите, наречен анод. Литиево-йонната батерия във вашия телефон почти сигурно има графитен анод – графитът е форма на въглерод със слоеста структура.

Инженерите на компанията са стигнали до извода, че могат да извлекат лигнин от отпадъчната маса, която остава в някои от производствените съоръжения, и да преработят този лигнин, за да направят въглероден материал за аноди на батерии.

Финландската фирма си партнира с известна шведската компания и планира да произвежда батерии още през 2025 г.

Защо се налага търсенето на алтернативни материали за изработването на батерии?

От 2015 г. насам са били необходими няколкостотин допълнителни гигаватчаса (GWh) всяка година в световните запаси от батерии. Тази необходимост обаче ще нарастне до няколко хиляди допълнителни GWh годишно до 2030 г., тъй като светът се отдалечава от изкопаемите горива. Проблемът е, че литиево-йонните батерии, на които разчитаме днес, до голяма степен зависят от вредните за околната среда промишлени процеси и минното дело. Освен това някои от материалите за тези батерии са токсични и трудни за рециклиране. Много от тях се доставят и в страни с лошо отношение към човешките права.

Производството на синтетичен графит, например, включва нагряване на въглерод до температури до 3000C (5432F) в продължение на седмици. Енергията за това често идва от електроцентрали, работещи с въглища в Китай.

От финландската компания разкриват, че за производството на техния специален материал за батерии, процесът включва нагряване на лигнина – но до температури, които не са толкова високи, колкото тези, необходими за производството на синтетичен графит .

Една важна характеристика на получената въглеродна структура е, че тя е „аморфна“ или неправилна.

От компанията твърдят, че това ще им помогне да направят литиево-йонна или натриево-йонна батерия, която може да се зарежда само за осем минути. Бързото зареждане е ключова цел за разработчиците на батерии за електрически превозни средства.

Надяваме се, скоро този вид батерии да станат част от ежедневието ни.

По публикацията работи: Венета Николова