Ekologiczne akumulatory z odpadów - prestiżowa publikacja polskiego naukowca

Dr hab. inż. Grzegorz Milczarek z Politechniki Poznańskiej i prof. Olle Inganäs ze szwedzkiego Linköping University opisali nowy rodzaj katody, która znajdzie zastosowanie w tanich i ekologicznych akumulatorach. Pracę na ten temat opublikował magazyn ?Science?

Nasza cywilizacja potrzebuje nowych baterii. Wszyscy obwieszamy się elektroniką działającą na prąd, z nadzieją, że nowe typy akumulatorków zapewnią długą pracę ukochanym gadżetom. Równocześnie chcielibyśmy, by ładowały się szybko i nie wymagały wymiany po kilku miesiącach eksploatacji. Motoryzacja również liczy na postęp w tej dziedzinie, bo samochody elektryczne wciąż nie są w stanie zagrozić tym spalinowym.

Przeczytaj także:

Nowe technologie, które decentralizują energetykę

Na dużo dobrych baterii liczy też energetyka. Coraz popularniejsze mini-elektrownie wiatrowe i słoneczne nie są w stanie produkować tyle samo energii przez cały czas. Wiatraki zwalniają, gdy przestaje wiać. Panele słoneczne działają tylko wówczas, gdy świeci słońce.

Wytworzoną energię trzeba zmagazynować na później. Najlepiej na miejscu - bez przesyłania gdzieś do sieci i strat z tym związanych. Ekologiczny dom z własnymi źródłami energii potrzebuje dobrych akumulatorów.

Jednak produkcja nowych baterii wymaga zwykle stosowania rzadkich surowców i często wiąże się z kosztownymi procesami produkcyjnymi.

- W pańskiej komórce tkwi typowa, popularna bateria litowo-jonowa - wyjaśnia mi dr Miczarek. - Do jej produkcji użyto litu, który jest metalem dość rzadkim.

Katody na bazie związków litu dr Grzegorz Milczarek chciałby zastąpić specjalnym polimerem. Na całym świecie trwają prace nad elektrodami polimerowymi, składającymi się ze tworzyw sztucznych zdolnych do przechowywania ładunku elektrycznego. Jak wyjaśnia magazynowi Next, nie wystarczy opracowanie ciekawej elektrody w laboratorium. Trzeba się postarać, żeby jej produkcja była opłacalna. Kluczowy jest więc wybór odpowiednich surowców - dostępnych i tanich.

- Zaletą używania materiałów odnawialnych do przechowywania ładunków elektrycznych jest to, że olbrzymia ich ilość jest cały czas produkowana przez rośliny rosnące na całej Ziemi - podkreśla prof. Inganäs. - To materiał tani, który dziś zazwyczaj spala się w kotłowni.

Polak i Szwed zaproponowali specjalny kompozyt zawierający odpady przemysłu papierniczego, czyli ligninę. Lignina jest jednym z podstawowych składników drewna, stanowiącym jedną trzecią jego masy. Trochę więcej jest w drewnie celulozy. Obie substancje to dwa najpopularniejsze w przyrodzie polimery. W procesie przemysłowej produkcji celulozy lignina jest produktem odpadowym, jej koszt jest minimalny, a niektóre zakłady chętnie oddałyby ją za darmo.

Niemal równie tani jest drugi składnik opisanego przez naukowców kompozytu - polipirol. To także związek organiczny, więc można go tanio wyprodukować - z ropy naftowej, albo również z produktów roślinnych. Obie substancje tworzą cienką na pół mikrona warstwę, która stanie się katodą ekologicznego akumulatora.

W takiej baterii za transport ładunku będą odpowiadać związki, które podobną rolę odgrywają w procesie fotosyntezy. A to przecież technologia sprawdzona od wielu milionów lat.

Nim praca na ten temat została opublikowana w prestiżowym magazynie "Science", badacze zgłosili odkrycie do urzędu patentowego. I co dalej? Reszta baterii?

- Reszta baterii jest z tyłu głowy - zapewnia dr Milczarek. - Tymczasem pracujemy nad optymalizacją procesów produkcji tego kompozytu. W "Science" opisujemy jeden z kilkunastu udanych eksperymentów. A zajmujemy się różnymi rodzajami ligniny, pochodzącymi z różnych roślin. Chociaż bowiem w Europie papier otrzymuje się z drewna, na całym świecie używa się do tego celu różnych materiałów. W Azji stosuje się między innymi słomę ryżową, w Brazylii mają dużo wytłoków z trzciny cukrowej, a w Australii trwają prace nad wykorzystaniem ligniny z eukaliptusa. Zbieramy próbki takich materiałów i staramy się udoskonalić naszą technologię - wyjaśnia naukowiec.

Dr Grzegorz Milczarek z wynalezioną przez siebie katodą z ligniny / Fot. Łukasz Cynalewski / Agencja Gazeta

O dr. Milczarku można przeczytać także w "Gazecie Wyborczej"

Więcej o: