Ερευνητές από το Γερμανικό Ινστιτούτο Τεχνολογιών και Συστημάτων Κεραμικής Fraunhofer (IKTS) και το Πανεπιστήμιο Friedrich-Schiller της Ιένας κατασκεύασαν ένα πρωτότυπο μπαταρίας ιόντων νατρίου που χρησιμοποιεί λιγνίνη, ένα σύνθετο οργανικό πολυμερές που βρίσκεται στα κυτταρικά τοιχώματα των φυτών, ως υλικό ηλεκτροδίων.
Mια νέα καινοτομία
Η λιγνίνη είναι ένα άφθονο υποπροϊόν της βιομηχανίας ξύλου και χαρτοπολτού. Μετά την επεξεργασία, παρουσιάζει καλή ηλεκτρική αγωγιμότητα και οι οξειδοαναγωγικά ενεργές ομάδες της μπορούν να αποθηκεύουν και να απελευθερώνουν αναστρέψιμα ηλεκτρόνια. Για εφαρμογές σε μπαταρίες, η λιγνίνη συνήθως ανθρακοποιείται για να παράγει σκληρό άνθρακα.
Η ερευνητική ομάδα χρησιμοποίησε λιγνίνη που παρέχεται από την Mercer Rosenthal GmbH, μια γερμανική εταιρεία που ειδικεύεται στην παραγωγή κυτταρίνης, βιοενέργειας και βιολογικών χημικών ουσιών από ξύλο και άλλες ανανεώσιμες πρώτες ύλες. Η λιγνίνη μετατράπηκε θερμικά σε άνθρακα υπό αδρανείς συνθήκες και στη συνέχεια υποβλήθηκε σε επεξεργασία σε αρνητικά ηλεκτρόδια.
«Η δομή αυτού του σκληρού άνθρακα είναι πολύ κατάλληλη για την αναστρέψιμη αποθήκευση ιόντων νατρίου», εξήγησαν οι ακαδημαϊκοί. «Ο σκληρός άνθρακας διαθέτει υψηλή ηλεκτροχημική απόδοση, καλή σταθερότητα κύκλου και χαμηλό κόστος απόκτησης, ειδικά εάν προέρχεται από βιώσιμες πρώτες ύλες».
Επανασυναρμολογόντας μια μπαταρία
Χρησιμοποιώντας αυτό το υλικό ηλεκτροδίου, η ομάδα συναρμολόγησε στοιχεία μπαταρίας 1-Ah και τα δοκίμασε στο κέντρο δοκιμών μπαταριών Fraunhofer IKTS στο Άρνστατ, στο Fraunhofer IKTS στο Χέρμσντορφ και στο Πανεπιστήμιο Friedrich Schiller στην Ιένα.
«Μετά από 100 κύκλους φόρτισης και εκφόρτισης, το εργαστηριακό στοιχείο δεν παρουσιάζει σημαντική υποβάθμιση. Στόχος είναι να επιδειχθούν 200 κύκλοι φόρτισης και εκφόρτισης για το πλήρες στοιχείο 1-Ah μέχρι το τέλος του έργου», δήλωσε ο συντονιστής της έρευνας, Λούκας Μέντενμπαχ, σημειώνοντας ότι η προτεινόμενη τεχνολογία μπαταρίας προορίζεται για σταθερές ή κινητές εφαρμογές αποθήκευσης.
Δεν δόθηκαν περισσότερες τεχνικές λεπτομέρειες σχετικά με τη νέα τεχνολογία μπαταρίας.
«Το έργο στοχεύει να υποστηρίξει την αυξανόμενη ανεξαρτησία από κρίσιμες πρώτες ύλες, ενώ παράλληλα ενισχύει τη μετάβαση σε φθηνότερες, πιο βιώσιμες και ασφαλείς μπαταρίες», ανέφερε σε ανακοίνωσή της η Fraunhofer IKTS.
«Υποστηρίζεται από ένα βιομηχανικό συμβουλευτικό συμβούλιο που αποτελείται κυρίως από περιφερειακές εταιρείες, συμπεριλαμβανομένων των εταιρειών Mercer Rosenthal GmbH, Glatt Ingenieurtechnik GmbH, IBU-tec advanced materials AG και EAS Batteries GmbH με έδρα τη Θουριγγία, καθώς και της Petrochemical Holding GmbH με έδρα τη Βιέννη.»
www.worldenergynews.gr
