Koksnes atkritumu akumulators

Izstrādājot tehnoloģijas lētu elektrības ražošanai, kuru pamatā ir saules paneļi, kā arī ņemot vērā ievērojamus ieguldījumus vēja enerģijā, ir nepieciešams ērtāks un tehnoloģiski inteliģentāks veids, kā uzglabāt saņemto enerģiju. Zviedrijas Linkopingas universitātes pētījumu rezultāti, kas publicēti žurnālā Science, ir parādījuši, ka bioloģiskā makulatūras ražošana var palīdzēt radīt pieejamu, videi draudzīgu materiālu jauna veida akumulatora katodam.

Lēti organiski saules elementi, kuru pamatā ir vadoša plastmasa, ir sasnieguši ļoti augstu veiktspēju, un alternatīvā enerģija, kas šādā veidā iegūts rūpnieciskā mērogā, tagad ir kļuvis daudz lētāks, un konkurence ir pamatota ar progresu.

Parasti metāla oksīdi akumulatoros pārvadā lādiņu. Parasti izmantotie materiāli, piemēram, kobalts, ir ierobežots un dārgs resurss, šī iemesla dēļ zinātnieki nolēma meklēt atjaunojamos materiālus, kuru saņemšana neradīs lielas materiālu izmaksas.

Olle Inganas, organiskās un biomolekulārās elektronikas profesore no Linkopingas universitātes, vadošā publikācijas žurnālā Science, autore, atzīmē, ka daba šo problēmu ir atrisinājusi jau sen.

Zinātnieku iedvesmoja fotosintēzes process, kurā saules enerģijas uzlādētie elektroni tiek transportēti ar hinoniem - elektroķīmiski aktīvām molekulām, kuru pamatā ir benzola gredzeni, kas sastāv no sešiem oglekļa atomiem. Inganas no izejvielām izolēja brūnu šķidrumu, kas ir parasts atkritums celulozes ražošanā. Šis šķidrums galvenokārt sastāv no lignīna, biopolimēra, kas veido augu šūnu sienas.

Lai hinonus izmantotu kā lādiņus akumulatoros, Inganas kopā ar savu poļu kolēģi Grzegorzu Milczareku no Poznaņas Politehniskās universitātes Polijā izstrādāja plānāko lignīna un pirola maisījuma plēvi, kas ir brūna šķidruma daļa. Pusi mikronu bieza plēve kļuva par akumulatora katodu.

Pētnieku mērķis ir ierosināt no atjaunojamiem enerģijas avotiem iegūtas elektroenerģijas uzkrāšanas metodi, kurai nebūtu nepieciešama lielu tīklu izbūve.

Tā kā dažās valstīs ir veikti ievērojami ieguldījumi vēja enerģijā un organiskās saules baterijas ir sasniegušas kritiski zemās izmaksas, ir ļoti svarīgi attīstīt jaunas videi draudzīgas un lētas baterijas.

Pēc tam, kad pētnieku grupa no UCLA ziņoja par 10% efektivitātes sasniegšanu saules gaismas enerģijas pārveidē, Olle Inganas, kura daudzus gadus pētīja organiskās saules baterijas, nolēma, ka šādu bateriju efektivitāte ir pietiekama, lai sāktu liela mēroga ražošanu.

Tagad zinātnieki saskaras ar turpmākiem pētījumiem par efektīvāku enerģijas uzkrāšanu, kuras pamatā ir atjaunojamie materiāli. Lignīns veido apmēram 30% no koksnes biomasas, tāpēc avots ir pilnībā atjaunojams un neizsmeļams. Pirmie soļi, lai izveidotu pilnu akumulatoru, kura pamatā ir koksnes atkritumi, jau ir veikti. Un šobrīd notiek pētījumi akumulatora optimizēšanai.