Απορρίμματα από ξύλο

Με την ανάπτυξη τεχνολογιών για την παραγωγή ηλεκτρισμού χαμηλού κόστους με βάση ηλιακούς συλλέκτες, καθώς και με τη συνεκτίμηση σημαντικών επενδύσεων στην αιολική ενέργεια, υπάρχει ανάγκη για έναν πιο βολικό και τεχνολογικά έξυπνο τρόπο αποθήκευσης της λαμβανόμενης ενέργειας. Τα ερευνητικά αποτελέσματα του Πανεπιστημίου Linkoping στη Σουηδία, που δημοσιεύθηκε στο Science, έδειξαν ότι η βιολογική παραγωγή απορριμμάτων χαρτιού μπορεί να βοηθήσει στη δημιουργία οικονομικά προσιτών και φιλικών προς το περιβάλλον υλικών για ένα νέο τύπο καθόδου μπαταρίας.

Τα φθηνά οργανικά ηλιακά κύτταρα βασισμένα σε αγώγιμα πλαστικά έχουν επιτύχει πολύ υψηλές επιδόσεις και εναλλακτική ενέργεια, που αποκτάται με αυτόν τον τρόπο σε βιομηχανική κλίμακα, έχει πλέον γίνει πολύ φθηνότερη, υπάρχει ανταγωνισμός που δικαιολογείται από την πρόοδο.

Παραδοσιακά, τα μεταλλικά οξείδια φέρουν φόρτιση στις μπαταρίες. Τα κοινώς χρησιμοποιούμενα υλικά, όπως το κοβάλτιο, είναι ένας περιορισμένος και δαπανηρός πόρος, για το λόγο αυτό οι επιστήμονες αποφάσισαν να αναζητήσουν ανανεώσιμες πηγές ενέργειας, η παραλαβή των οποίων δεν θα συνδεθεί με μεγάλο κόστος υλικών.

Ο Olle Inganas, καθηγητής οργανικών και βιομοριακών ηλεκτρονικών, από το Πανεπιστήμιο Linkoping, κορυφαίος συγγραφέας της δημοσίευσης στην επιστήμη, σημειώνει ότι η φύση έχει λύσει αυτό το πρόβλημα εδώ και πολύ καιρό.

Ο επιστήμονας εμπνεύστηκε από τη διαδικασία φωτοσύνθεσης, όπου τα ηλεκτρόνια που φορτίζονται από την ηλιακή ενέργεια μεταφέρονται από κινόνες - ηλεκτροχημικά δραστικά μόρια με βάση δακτυλίους βενζολίου που αποτελούνται από έξι άτομα άνθρακα. Inganas απομονώθηκε καφέ υγρό από τις πρώτες ύλες, η οποία είναι ένα κοινό απόβλητο στην παραγωγή πολτού. Αυτό το υγρό αποτελείται κυρίως από λιγνίνη, ένα βιοπολυμερές που σχηματίζει τα τοιχώματα των φυτικών κυττάρων.

Για να χρησιμοποιήσει κινόνες ως φορτιστές φορτίων στις μπαταρίες, ο Ίνγκανας μαζί με τον πολωνό ομόλογό του Grzegorz Milczarek από το Πολυτεχνείο του Πόζναν στην Πολωνία ανέπτυξαν το λεπτότερο φιλμ ενός μείγματος λιγνίνης και πυρρόλης που αποτελούν μέρος καφέ υγρού. Μία μεμβράνη πάχους μισού μικρού έγινε η κάθοδος της μπαταρίας.

Ο στόχος των ερευνητών είναι να προτείνουν μια μέθοδο αποθήκευσης ηλεκτρικής ενέργειας από ανανεώσιμες πηγές, η οποία δεν θα απαιτεί την κατασκευή μεγάλων δικτύων.

Δεδομένου ότι σε ορισμένες χώρες έχουν πραγματοποιηθεί σημαντικές επενδύσεις στην αιολική ενέργεια και οι οργανικές ηλιακές εγκαταστάσεις έχουν φτάσει σε κρίσιμο χαμηλό κόστος, η ανάπτυξη νέων φιλικών προς το περιβάλλον και φθηνών ηλεκτρικών στηλών είναι πολύ σημαντική.

Μετά από μια ομάδα ερευνητών από την UCLA ανέφεραν ότι επιτυγχάνουν απόδοση 10% στην μετατροπή της ηλιακής ακτινοβολίας, ο Olle Inganas, που ερευνούσε οργανικά ηλιακά κύτταρα εδώ και πολλά χρόνια, αποφάσισε ότι η αποδοτικότητα τέτοιων μπαταριών ήταν αρκετή για να ξεκινήσει μεγάλης κλίμακας παραγωγή.

Τώρα οι επιστήμονες αντιμετωπίζουν περαιτέρω έρευνα σχετικά με την αποδοτικότερη αποθήκευση ενέργειας με βάση τα ανανεώσιμα υλικά. Η λιγνίνη αντιπροσωπεύει περίπου το 30% της ξυλώδους βιομάζας, επομένως η πηγή είναι πλήρως ανανεώσιμη και ανεξάντλητη. Τα πρώτα βήματα για τη δημιουργία μιας πλήρους μπαταρίας με βάση απορρίμματα ξύλου έχουν ήδη ληφθεί. Και αυτή τη στιγμή, η έρευνα βρίσκεται σε εξέλιξη για τη βελτιστοποίηση της μπαταρίας.