Наскоро ви разказахме, че финландски инженери произвеждат електроенергия с пясък. Сега, отново във Финландия, новатори извличат сложно химическо съединение от дървесина, за да произвеждат устойчиви батерии за електрически автомобили. И то само от отпадни продукти.
Преди около осем години голям производител на хартия във Финландия осъзнава, че светът се променя. Възходът на дигиталните медии, свиването на хартиените издания и намаляващите кореспонденции по пощата са предпоставка за спад на производството на хартия.
Stora Enso е финландска компания, работеща главно в сектора на целулозно-хартиената промишленост и един от най-големите собственици на частни гори в света, разказа Би Би Си.
Много дърветата, които притежава, се превръщат в дървени продукти, хартия и опаковки. Сега иска да произвежда и батерии – батерии за електрически превозни средства, които се зареждат само за осем минути.
Лигнинът – „лепилото“ в дърветата
Компанията вече е наела инженери, които да проучат възможността с използването на лигнин. Около 30% от дървото е лигнин - в зависимост от вида, останалото до голяма степен е целулоза.
„Лигнинът е лепилото в дърветата, което залепва целулозните влакна и заради който дърветата стават много твърди“, обяснява Лаури Лехтонен, продуктов мениджър в Stora Enso.
Лигнинът съдържа въглерод, а чрез въглерода се стига до жизненоважен компонент в батериите, наречен анод. Литиево-йонната батерия в телефона ви почти сигурно има графитен анод – графитът е форма на въглерода.
Инженерите на Stora Enso решават, че могат да извличат лигнин от отпадъчната целулоза, която компанията произвежда. Те преработват този лигнин и стигат до въглерод и анод. Фирмата си партнира с шведската компания Northvolt и планира да произвежда батерии още през 2025 г.
Светът се отдалечава от изкопаемите горива
Все повече и повече хора купуват електрически автомобили и съхраняват енергия у дома. С това се очаква глобалният апетит за батерии да нарасне рязко през следващите години. Според Лаури Лехтонен „търсенето ще бъде просто умопомрачително“. А според консултантската компания McKinsey светът се отдалечава от изкопаемите горива. 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 3000 C в продължение на седмици. Енергията за това често идва от електроцентрали, работещи с въглища. Търсят се устойчиви материали за батерии, които са по-широко достъпни, а според новаторите те могат да се намерят в дърветата.
„Всички батерии се нуждаят от катод и анод – положителни и отрицателни електроди, между които протичат заредени частици, наречени йони. Когато една батерия се зарежда, литиевите или натриевите йони например се прехвърлят от катода към анода, където се установяват като автомобили в многоетажен паркинг“, обяснява Джил Пестана, учен от Калифорния.
Зрелищност в химията
Според него графитът е "зрелищен" материал, защото работи много добре като надежден анод, който позволява протичането на реакции. Лехтонен възхвалява предимствата на „въглеродния аноден материал“, а Stora Enso го нарича Lignode.
Той не разкрива тайните на процеса, но посочва, че сега също се стига до нагряване на лигнина, но не и до толкова високи температури, колкото са необходими за производството на синтетичен графит. Stora Enso твърдят, че литиево-йонните или натриево-йонните батерии могат да се зарежда само за осем минути. Бързото зареждане е ключова цел за разработчиците на батерии за електрически превозни средства.
„Лигнинът е наистина готин. Той е страничен продукт, който може да има много потенциални приложения“, коментира експерт от Университета в Рочестър, Ню Йорк.
Той обаче е скептичен, че въглеродните аноди, получени от лигнин, могат да се конкурират в търговската мрежа с графитните аноди.
Без допълнително изсичане на дървета
Според Челси Балдино, изследовател в Международния съвет за чист транспорт - докато лигнинът, използван за производството на аноди, се извлича като страничен продукт от процеса на производство на хартия, няма да бъдат изсичани допълнителни дървета, за да се правят батерии.
Говорител на Stora Enso потвърждава, че към момента целият лигнин, който компанията използва, е „страничен продукт от процеса на производство на целулоза“. Той е категоричен, че използването му не увеличава броя на изсечените дървета.
Търговската жизнеспособност на всички тези идеи предстои да бъде доказана.
