Puujätteen akku

Kehitettäessä aurinkopaneeleihin perustuvan edullisen sähköntuotantoteknologioita sekä ottamalla huomioon merkittävät tuulienergiaan tehtävät investoinnit, tarvitaan tarve helpommalle ja teknisesti älykkäämmälle tavalle vastaanotetun energian varastoinnille. Ruotsin Linkoping-yliopiston tutkimustulokset, julkaistu Science-julkaisussa, ovat osoittaneet, että biologisen jätepaperintuotanto voi auttaa luomaan kohtuuhintaisia, ympäristöystävällisiä materiaaleja uudentyyppiselle akkukatodille.

Halvat johtavat muovipohjaiset orgaaniset aurinkokennot ovat saavuttaneet erittäin korkean suorituskyvyn, ja vaihtoehtoinen energia, joka on saatu tällä tavoin teollisessa mittakaavassa, on nyt tullut paljon halvemmaksi, kilpailu on perusteltua edistyksen perusteella.

Perinteisesti metallioksidit kantavat akkuja. Yleisesti käytetyt materiaalit, kuten esimerkiksi koboltti, ovat rajallinen ja kallis resurssi, tästä syystä tutkijat päättivät etsiä uusiutuvaa materiaalia, jonka vastaanottamiseen ei liity suuria materiaalikustannuksia.

Linköpingin yliopiston orgaanisen ja biomolekyylisen elektroniikan professori Olle Inganas, Science-julkaisun johtava kirjailija, toteaa, että luonto on ratkaissut tämän ongelman kauan sitten.

Tutkija sai inspiraation fotosynteesiprosessista, jossa aurinkoenergian varaamia elektroneja kuljettaa kinonit - sähkökemiallisesti aktiiviset molekyylit, jotka perustuvat bentseenirenkaisiin, jotka koostuvat kuudesta hiiliatomista. Inganat erottivat raaka-aineista ruskeaa nestettä, joka on yleinen jäte massan valmistuksessa. Tämä neste koostuu pääasiassa ligniinistä, biopolymeeristä, joka muodostaa kasvisolujen seinät.

Jotta kinoneja voitaisiin käyttää paristoissa, Inganas kehitti yhdessä puolalaisen kollegansa Grzegorz Milczarekin kanssa Puolan Poznanin ammattikorkeakoulusta ohuimman kalvon ligniinin ja pyrrolin seoksesta, jotka ovat osa ruskeaa nestettä. Puolen mikronin paksuisesta kalvosta tuli akun katodi.

Tutkijoiden tavoitteena on ehdottaa tapaa varastoida uusiutuvista lähteistä tuotettua sähköä, joka ei vaadi suurten verkkojen rakentamista.

Koska joissain maissa merkittäviä investointeja on suunnattu tuulienergiaan ja orgaaniset aurinkopaneelit ovat saavuttaneet kriittisen alhaiset kustannukset, uusien ympäristöystävällisten ja edullisten akkujen kehittäminen on erittäin tärkeää.

Sen jälkeen kun ryhmä UCLA: n tutkijoita ilmoitti saavuttavansa 10%: n hyötysuhteen auringonvalon energian muuntamisessa, Olle Inganas, joka oli tutkinut orgaanisia aurinkokennoja useita vuosia, päätti, että tällaisten paristojen hyötysuhde riitti laajamittaisen tuotannon aloittamiseen.

Nyt tutkijat kohtaavat lisätutkimuksia uusiutuviin materiaaleihin perustuvan energian varastoinnin tehostamisesta. Ligniinin osuus puupitoisesta biomassasta on noin 30%, joten lähde on täysin uusiutuva ja ehtymätön. Ensimmäiset toimenpiteet puujäteeseen perustuvan täyden akun luomiseksi on jo tehty. Ja parhaillaan on käynnissä tutkimus akun optimoimiseksi.