黑科技?以木材為基礎,新型電池成本更低更環保

作者 | 發布日期 2022 年 07 月 27 日 8:30 | 分類 材料、設備 , 電動車 , 電池 line share follow us in feedly line share
黑科技?以木材為基礎,新型電池成本更低更環保


瑞典電池製造商 Northvolt 宣布與芬蘭林業公司 Stora Enso 簽訂聯合開發協議,使用北歐森林可再生木材生產的木質素基硬碳製造電池。這也是全球首個完全採用歐洲原材料的陽極工業化電池,旨在降低碳足跡和製作成本。

Stora Enso以生產紙製品聞名,全球有85家工廠,有800年歷史,更是全球最大非公有森林資產擁有者之一,是歐洲最大林產品公司之一。基於「樹造世界」核心理念,Stora Enso致力自然資源可持續發展。Northvolt電池製造關注可再生能源和更少二氧化碳排放量。Northvolt與Stora Enso合作可謂一拍即合、強強聯手。

變廢為寶:生產廢料成就新能源電池

木質素源於植物聚合物,也是天然強力黏合劑,多存於樹皮或木材,樹木由20%~30%木質素組成,主要作用是形成交織網硬化細胞壁。研發人員物理化學處理天然木材,得到含木質素的有機纖維,可當穩定劑,無毒、無害、無污染,為純綠色環保產品。

▲ 木質纖維。(Source:搜狐IT)

木質素原是造紙業廢棄副產品,迄今超過95%木質素以「黑液」直接排放到河流或濃縮燒掉,很少有效利用。現在搖身一變,成為製作電池的重要物質。

全球鋰資源迅速減少,採礦過程又產生大量碳排放,市場開始尋找更環保可持續的解決方案,研製更環境友善的電池。而木質電池最常被提及。新能源車動力電池,鋰離子是最重要元素,鋰離子電池所需的鋰、鈷、鎳地殼含量僅17ppm(百萬分之一)、30ppm和90ppm,且多數集中南美洲。與巨大市場需求相對的是鋰供應量減少。

波蘭和瑞典科學家先注意到植物的木質素,氧化木質素後與多吡咯結合,製成多層聚合物電極。這種電極製作成本低,但電荷密度可達每克70~90毫安,相當或略優於鋰離子電池。

木質電池未來可用於純電動車

木質電池並不是新概念,2013年美國馬里蘭大學研製出可充電的環保木質電池,最大亮點莫過於以木頭為主材料;去年倫敦帝國理工學院研究人員發明新技術,從造紙業廢棄木質素製碳,讓更可持續的鈉離子電池取代鋰離子電池。日本製紙與日本東北大學福原幹夫等人成功利用木質原料製作新型「木質電池」,日本製紙考慮未來將「木質電池」給純電動車用。

隨著新能源車普及,純電動車市場需求擴大,車電池也進入回收報廢的高速發展階段。一方面電池原材料供應減少、價格上漲,另一方面,廢舊電池回收技術及環境污染問題很受關注。據研究,鈕釦大小電池丟進水中,可污染60萬公升水,等於人一生用水量。如果將電池埋在地下,稀有重金屬會滲流,污染地下水和土壤。

為應付以上問題,尋找替代材料製作新電池更刻不容緩。於四川宜賓舉行的世界動力電池大會,也探討動力電池安全和低碳環保問題,相信將有更多科技企業投身研發低碳環保的動力電池。

Northvolt與Stora Enso共同研發可再生木材製成的有成本效益電池陽極,再次將木質電池帶上舞台。期待隨著技術發展,木質電池能擁有媲美鋰電池性能,甚至優於鋰電池電量,到時將在人類環保藍圖畫上最重一筆。

(本文由 雷鋒網 授權轉載;首圖來源:Northvolt

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