Возможны ли батарейки на древесных отходах?
Получение энергии из древесных отходов — любопытная задача, над которой работают многие научные группы. Вот, например, исследователи из (Польша) и (Швеция) предлагают использовать древесные отходы при разработке батарей.
Основным компонентом таких отходов является лигнин. Учёные показали, что изолирующие свойства производных могут быть объединены с проводимостью для создания композиционного материала, способного эффективно удерживать электрический заряд.
Общая структура лигнина (иллюстрация Karol Głąb / Wikimedia).
Лигнин — природный продукт, в больших количествах имеющийся в отходах бумажной промышленности. Авторы идеи так описывают его полезное использование: полимерный катод может быть приготовлен методом электрохимического окисления пиррола в полипиррол в растворе производных лигнина (всё то, что выбрасывается бумпромом). Хиноновая группа лигнина применяется для хранения электронов и протонов, а также для обмена во время окислительно-восстановительного цикла.
Очевидное достоинство предложенной структуры — несравненная доступность лигнина, в отличие от разнообразных металлических оксидов, необходимых при производстве . Правда, радоваться созданию надёжной и мощной батареи пока рано, поскольку практические результаты исследования ещё слишком далеки от стадии внедрения. На сегодня достигнутое представляет собой перезаряжаемую батарею, которая медленно (но несравненно быстрее, чем другие традиционные батареи) теряет электрический заряд вследствие саморазряда. Кроме того, как выяснили учёные, производные лигнина могут очень по-разному вести себя в качестве катода в зависимости от того, как именно они были получены. А это, увы, печально намекает на потерю экономической целесообразности всей идеи.
Дело в том, что у всего этого есть смысл только до тех пор, пока в «батареечном» производстве можно использовать то, что выбрасывается бумажной промышленностью. Но как только речь зайдёт об оптимизации процесса получения лигнина, возможность применения никому не нужных отходов отпадёт и все будет не проще, чем в случае металлических оксидов для обычных литий-ионных батарей. Остаётся лишь уповать на разницу в ценах между пусть и специальным лигнином — и такими металлами, как литий и кобальт.
Пока же авторы исследования делают ставку на невероятную дешевизну (по сути, нулевую стоимость лигнина) и доступность исходного материала, а что из этого получится, мы скоро увидим.
Подробный отчёт об уже проделанной работе читайте в журнале .
Подготовлено по материалам .
