Важен компонент в батериите може да бъде заместен от дървесен материал

През последните години отчитаме възход на сектора с електромобилите. Той обаче до голяма степен е ограничен от фактори като нуждата от инфраструктура за зареждане и настоящите технологии при батериите. Междувременно разбира се има опити за търсене на нови алтернативи по отношение на батериите и ограничаване техния негативен отпечатък.

Сред тези компании е и финландската Stora Enso, която е най-големият частен собственик на гори в света. От тях се произвеждат разнообразни традиционни продукти, но желанието е за създаването и на батерии за електромобили, които се зареждат за до осем минути. За тази цел са наети инженери, които да проучат възможността за използване на лигнин, полимер, който съставя около 30% от дърветата, в зависимост от вида им.

Той съдържа въглерод, който от своя страна е отличен материал за анода в батериите. Типично за целта се използва графит, който е форма на въглерод. Инженерите на Stora Enso извличат лигнин от отпадъчните материали в някои от съоръженията на компанията и произвеждат въглерод за аноди. Има и партньорство с шведската Northvolt, като целта му е производството на батерии най-рано през 2025 г.

Настоящите литиево-йонни батерии до голяма степен разчитат на индустриални процеси и добив, които имат негативни последици за природата. Някои от материалите освен това са токсични, а рециклирането им е сложно. Синтетичният графит се произвежда при температури до 3000 градуса по Целзий и то в продължение на седмици. Енергията за тези цели основно идва от замърсяващи източници.

Батериите разчитат на катод и анод, между които има поток от заредени йони. При зареждане йоните преминават от катода към анода. При разреждане, използване на енергията, йоните преминават обратно към катода. Графитът е надежден материал за анод, като алтернативни решения, включително от лигнин, трябва тепърва да докажат свойствата си.
Stora Enso са нарекли получения материал Lignode, но не се разкрива какъв е процесът по преобразуване. Все пак при него лигнинът се загрява, но не при екстремни температури. Тази въглеродна структура е аморфна и позволява постигането на по-висока мобилност на йоните. Това би позволило и много по-бързото зареждане, по данни на Stora Enso за до осем минути.

Има и други проучвания, които загатват за потенциалните ползи от използването на лигнин, включително от College London в Обединеното Кралство и University of Rochester в щата Ню Йорк. При експерименти се постига и лигнин със самоподдържаща се структура, премахвайки нуждата от лепило или меден колектор, които се използват в литиево-йонните батерии. Все пак има скептицизъм дали новото решение би било с по-добри качества и по-лесно приложимо от графита.

Съществува и въпросът относно устойчивостта на добив. Дали ще е наличен достатъчно материал от отпадъчните продукти от дървопреработващата индустрия или ще се налага изсичането на гори конкретно с тази цел. Поне засега Stora Enso използва само отпадъчните материали и не увеличават добива на дървета с цел извличането на повече продукт.
Друга насока за използването на лигнин е като електролит, компонентът между катода и анода, който подпомага придвижването на йоните.