Një ekip në Institutin Fraunhofer për Teknologji dhe Sisteme Qeramike (IKTS) në Gjermani ka zhvilluar një tip të ri baterish me ione natriumi, i cili përdor ligninin si material kryesor për elektrodat.
Lignini është një polimer natyror që gjendet në pemë. Ai vepron theksisht si një ngjitës, duke mbajtur fibrat e drurit së bashku dhe duke i dhënë drut fortësinë e tij. Në industri, lignini ka pak vlerë dhe zakonisht digjet për të prodhuar energji. Kërkuesit panë potencial në transformimin e këtij materiali të mbetur në diçka shumë më të vlefshme: një material i sigurt dhe me kostot e ulëta për bateritë.
Ndërkohë që kanë ekzistuar tentativa të mëparshme për të përdorur materiale të drurit në vend të mineraleve të nxjerra nga toka, kjo kërkim i ri tregon një progres të rëndësishëm drejt aplikimeve praktike. Duke ngrohur ligninin në temperatura shumë të larta, ai transformohet në atë që shkencëtarët e quajnë karbon të ngurtë, i cili përdoret për të prodhuar elektrodat negative, ose anodat, të baterisë.
Një nga avantazhet kryesore të përdorimit të ligninit është disponueshmëria e tij. Ai mund të merret lokal në shumë pjesë të botës. Në fakt, lignini i përdorur për këtë kërkim u mblidh në Pyllin e Thuringias në pjesën qendrore të Gjermanisë, jo larg qendrës së kërkimit. Nga një perspektivë e kostos, lignini sigurisht që është më i volitshëm sesa metale kritike si litiumi, kobalti dhe nikeli, të cilat janë të shtrenjtë, kërkojnë minime dhe vijnë me sfida logjistike.
“Ne duam të evitojmë metale kritike në zinxhirin e vlerës së baterisë. Ne synojmë gjithashtu të minimizojmë përmbajtjen e fluorine në elektrodat dhe elektrolitet dhe ne po testojmë në çfarë mase mund ta eleminojmë atë. Megjithatë, projekti përqendrohet kryesisht në përpunimin e ligninit lokal, me cilësi të lartë, në elektrodat me performancë të lartë për bateritë tona me ione natriumi”, shpjegon Lukas Medenbach, shkencëtar kërkimor në Fraunhofer IKTS në Arnstadt.
Përdorimi i ligninit për bateritë ndihmon gjithashtu në uljen e emetimit të karbonit, pasi nuk digjet më si mbeturinë, për të mos përmendur se ky lloj baterie është shumë më i sigurt dhe më i lehtë për t’u ricikluar sesa bateritë me bazë litiumi.
Ndërkohë, elektroda pozitive e baterisë përdor materiale jo toksike, të bazuara në hekur, siç janë analogët e Prussian Blue, të cilat janë gjithashtu gjerësisht të disponueshme dhe miqësojnë mjedisin. Prussian Blue është një pigment i thellë blu që historikisht është përdorur në bojëra dhe ngjyra, por teknologjitë moderne kanë bërë të mundur modifikimin e strukturës së kristalit të tij në atë që quhet analogët e Prussian Blue, të cilat janë të përshtatshme për ruajtjen e ioneve të natriumit në bateritë.
Karboni i ngurtë i marrë nga lignini është testuar dhe ka treguar përshtatshmëri të fortë për ruajtjen e ioneve të natriumit, si dhe stabilitet të madh të ciklit.
“Pas 100 cikleve të ngarkimit dhe shkarkimit, qeliza laboratorike nuk tregon asnjë degradim të rëndësishëm. Synimi është të demonstrohet një cikël i 200 ngarkimeve dhe shkarkimeve për qelizën plotë 1-Ah në fund të projektit”, thotë Medenbach.
Megjithëse ende në fazë zhvillimi, bateritë me ione natriumi me bazë lignini mund të përdoren për aplikime stacionare ose mobile me kërkesa të ulëta energjie. Ato janë ideale për mikro-automobilë me kufizim shpejtësie 45 km/h dhe mjete për magazina, siç janë çatërqetë, ku ngarkimi i shpejtë nuk është thellësisht i nevojshëm.
Burimi: Fraunhofer.
Burimi: newatlas.com
