Когато дървото се превръща в батерия
Преди към осем години огромен производител на хартия във Финландия осъзнава, че светът се трансформира. Възходът на цифровите медии, спадът в офис печата и намаляващата известност на изпращането на неща по пощата - наред с други фактори - значат, че при хартията е почнал постоянен спад.
Stora Enso е компания във Финландия, която се разказва като " един от най-големите частни притежатели на гори в света ". Като подобен, компанията има доста дървета, които употребява за производството на дървени артикули, хартия и опаковки, да вземем за пример.
Сега обаче те желаят да създават нещо напълно друго - акумулатори за електрически транспортни средства, които се зареждат единствено за осем минути. Компанията наема инженери, с цел да проучат опцията за потребление на лигнин - полимер, открит в дърветата.
Около 30% от дървото е лигнин, според от типа, а останалото е значително целулоза. " Лигнинът е лепилото в дърветата, което залепва целулозните нишки дружно и също по този начин прави дърветата доста твърди ", изяснява Лаури Лехтонен, началник на основаното на лигнин решение за батериите Lignode на Stora Enso.
Лигнинът, като полимер, съдържа въглерод. А въглеродът е превъзходен материал за жизненоважен съставен елемент в батериите, наименуван анод. Литиево-йонната батерия в нашия телефон съвсем несъмнено има графитен анод - графитът е форма на въглерод със слоеста конструкция. Инженерите на Stora Enso вземат решение, че могат да извлекат лигнин от отпадъчната целулоза, която към този момент се създава в някои от техните уреди, и да преработят този лигнин, с цел да създадат въглероден материал за аноди на акумулатори. Фирмата си партнира с шведската компания Northvolt и възнамерява да създава акумулатори още през 2025 година
Тъй като от ден на ден и повече хора купуват електрически коли, световният вкус за акумулатори се чака да нарасне внезапно през идващите години. Както вижда Лехтонен, " търсенето е просто умопомрачително ".
През 2015 година са нужни няколкостотин спомагателни гигаватчаса (GWh) всяка година в международните ресурси от акумулатори. Но това ще скочи до няколко хиляди спомагателни гигаватчаса, нужни годишно до 2030 година, защото светът се отдалечава от изкопаемите горива, съгласно консултантската компания McKinsey.
Проблемът е, че литиево-йонните акумулатори, на които разчитаме през днешния ден, значително зависят от нездравословните за околната среда промишлени процеси и минното дело. Освен това някои от материалите за тези акумулатори са токсични и сложни за преработване. Производството на синтетичен графит, да вземем за пример, включва нагряване на въглерод до температури до 3000°C в продължение на седмици. Енергията за това постоянно идва от електроцентрали, работещи с въглища в Китай, съгласно консултантската компания Wood Mackenzie. Затова се търсят устойчиви материали за акумулатори, които са по-широко налични. Някои споделят, че можем да ги намерим в дърветата.
" Като цяло всички акумулатори се нуждаят от катод и анод - надлежно позитивните и негативните електроди, сред които протичат заредени частици, наречени йони. Когато една батерия се зарежда, литиевите или натриевите йони да вземем за пример се трансферират от катода към анода, където се откриват като коли в многоетажен паркинг ", изяснява Джил Пестана, основан в Калифорния академик и инженер, който сега работи като самостоятелен съветник.
Когато батерията се разреди, с цел да зареди нещо като електрическа кола, йоните се връщат назад към катода, откакто освободят електрони - електроните се движат през проводника в електрическа верига, пренасяйки сила към транспортното средство. Графитът, споделя Пестана, е " зрелищен " материал, тъй като работи толкоз добре като благонадежден анод, който разрешава протичането на такива реакции.
Алтернативите, в това число въглеродни структури, получени от лигнин сега се тестват, с цел да покажат, че те се оправят с тази задача. Има голям брой компании, които изследват капацитета на лигнина в създаването на акумулатори, като да вземем за пример Bright Day Graphene в Швеция, която прави графен - друга форма на въглерод - от лигнин. Лехтонен възхвалява преимуществата на въглеродния аноден материал на своята компания, който Stora Enso е нарекла Lignode.
И макар че не разкриват тъкмо по какъв начин компанията трансформира лигнина в твърда въглеродна конструкция или каква тъкмо е тази конструкция, излиза наяве, че процесът включва нагряване на лигнина, само че до температури, които не са толкоз високи, колкото тези, нужни за производството на синтетичен графит.
Една значима характерност на получената въглеродна конструкция е, че тя е " аморфна " или неправилна, споделя Лехтонен: " Тя в действителност разрешава доста повече подвижност на йоните във вътрешността и на открито. " Stora Enso твърди, че това ще им помогне да създадат литиево-йонна или натриево-йонна батерия, която може да се зарежда единствено за осем минути. Бързото зареждане е основна цел за разработчиците на акумулатори за електрически транспортни средства.
На дневен ред, несъмнено, е и въпросът за устойчивостта. Челси Балдино, откривател в Международния съвет за чист превоз, споделя, че до момента в който лигнинът, употребен за производството на аноди, се извлича като непряк артикул от процеса на произвеждане на хартия, няма да бъдат изсичани спомагателни дървета, с цел да се вършат акумулатори.
Говорител на Stora Enso удостоверява, че сега целият лигнин, който компанията употребява, е " непряк поток от процеса на произвеждане на целулоза " и потреблението му не усилва броя на изсечените дървета или размера на дървесината, употребена в производството на целулоза, прецизират от BBC.
Stora Enso е компания във Финландия, която се разказва като " един от най-големите частни притежатели на гори в света ". Като подобен, компанията има доста дървета, които употребява за производството на дървени артикули, хартия и опаковки, да вземем за пример.
Сега обаче те желаят да създават нещо напълно друго - акумулатори за електрически транспортни средства, които се зареждат единствено за осем минути. Компанията наема инженери, с цел да проучат опцията за потребление на лигнин - полимер, открит в дърветата.
Около 30% от дървото е лигнин, според от типа, а останалото е значително целулоза. " Лигнинът е лепилото в дърветата, което залепва целулозните нишки дружно и също по този начин прави дърветата доста твърди ", изяснява Лаури Лехтонен, началник на основаното на лигнин решение за батериите Lignode на Stora Enso.
Лигнинът, като полимер, съдържа въглерод. А въглеродът е превъзходен материал за жизненоважен съставен елемент в батериите, наименуван анод. Литиево-йонната батерия в нашия телефон съвсем несъмнено има графитен анод - графитът е форма на въглерод със слоеста конструкция. Инженерите на Stora Enso вземат решение, че могат да извлекат лигнин от отпадъчната целулоза, която към този момент се създава в някои от техните уреди, и да преработят този лигнин, с цел да създадат въглероден материал за аноди на акумулатори. Фирмата си партнира с шведската компания Northvolt и възнамерява да създава акумулатори още през 2025 година
Тъй като от ден на ден и повече хора купуват електрически коли, световният вкус за акумулатори се чака да нарасне внезапно през идващите години. Както вижда Лехтонен, " търсенето е просто умопомрачително ".
През 2015 година са нужни няколкостотин спомагателни гигаватчаса (GWh) всяка година в международните ресурси от акумулатори. Но това ще скочи до няколко хиляди спомагателни гигаватчаса, нужни годишно до 2030 година, защото светът се отдалечава от изкопаемите горива, съгласно консултантската компания McKinsey.
Проблемът е, че литиево-йонните акумулатори, на които разчитаме през днешния ден, значително зависят от нездравословните за околната среда промишлени процеси и минното дело. Освен това някои от материалите за тези акумулатори са токсични и сложни за преработване. Производството на синтетичен графит, да вземем за пример, включва нагряване на въглерод до температури до 3000°C в продължение на седмици. Енергията за това постоянно идва от електроцентрали, работещи с въглища в Китай, съгласно консултантската компания Wood Mackenzie. Затова се търсят устойчиви материали за акумулатори, които са по-широко налични. Някои споделят, че можем да ги намерим в дърветата.
" Като цяло всички акумулатори се нуждаят от катод и анод - надлежно позитивните и негативните електроди, сред които протичат заредени частици, наречени йони. Когато една батерия се зарежда, литиевите или натриевите йони да вземем за пример се трансферират от катода към анода, където се откриват като коли в многоетажен паркинг ", изяснява Джил Пестана, основан в Калифорния академик и инженер, който сега работи като самостоятелен съветник.
Когато батерията се разреди, с цел да зареди нещо като електрическа кола, йоните се връщат назад към катода, откакто освободят електрони - електроните се движат през проводника в електрическа верига, пренасяйки сила към транспортното средство. Графитът, споделя Пестана, е " зрелищен " материал, тъй като работи толкоз добре като благонадежден анод, който разрешава протичането на такива реакции.
Алтернативите, в това число въглеродни структури, получени от лигнин сега се тестват, с цел да покажат, че те се оправят с тази задача. Има голям брой компании, които изследват капацитета на лигнина в създаването на акумулатори, като да вземем за пример Bright Day Graphene в Швеция, която прави графен - друга форма на въглерод - от лигнин. Лехтонен възхвалява преимуществата на въглеродния аноден материал на своята компания, който Stora Enso е нарекла Lignode.
И макар че не разкриват тъкмо по какъв начин компанията трансформира лигнина в твърда въглеродна конструкция или каква тъкмо е тази конструкция, излиза наяве, че процесът включва нагряване на лигнина, само че до температури, които не са толкоз високи, колкото тези, нужни за производството на синтетичен графит.
Една значима характерност на получената въглеродна конструкция е, че тя е " аморфна " или неправилна, споделя Лехтонен: " Тя в действителност разрешава доста повече подвижност на йоните във вътрешността и на открито. " Stora Enso твърди, че това ще им помогне да създадат литиево-йонна или натриево-йонна батерия, която може да се зарежда единствено за осем минути. Бързото зареждане е основна цел за разработчиците на акумулатори за електрически транспортни средства.
На дневен ред, несъмнено, е и въпросът за устойчивостта. Челси Балдино, откривател в Международния съвет за чист превоз, споделя, че до момента в който лигнинът, употребен за производството на аноди, се извлича като непряк артикул от процеса на произвеждане на хартия, няма да бъдат изсичани спомагателни дървета, с цел да се вършат акумулатори.
Говорител на Stora Enso удостоверява, че сега целият лигнин, който компанията употребява, е " непряк поток от процеса на произвеждане на целулоза " и потреблението му не усилва броя на изсечените дървета или размера на дървесината, употребена в производството на целулоза, прецизират от BBC.
Източник: dnesplus.bg
КОМЕНТАРИ