黑科技？以木材為基礎，新型電池更低成本、更環保 精選

上週，瑞典電池製造商Northvolt宣佈，它已與芬蘭林業公司Stora Enso（斯道拉恩索）簽訂了一項聯合開發協議，他們將使用來自北歐森林可再生木材生產的木質素基硬碳製造電池。


（圖源electrek)

這也是全球首個完全採用歐洲原材料的陽極工業化電池，旨在以降低碳足跡和製作成本。

Stora Enso以生產紙製品聞名，在全球擁有85家生產工廠，作為一家擁有800年曆史的可再生材料公司，它是全球最大的非公森林資產的擁有者之一，是歐洲最大的林產品公司之一。

基於“樹造世界”的核心理念，Stora Enso致力於自然資源的可持續發展。而Northvolt在電池製造方面主要關注可再生能源和更小的二氧化碳排放量。Northvolt與Stora Enso此次合作可謂是一拍即合、強強聯合。
變廢為寶：生產廢料成就新能源電池新形式

木質素是一種來源於植物的聚合物，也是一種天然的強力粘合劑，多存在於樹皮或者木材當中，樹木就由20%-30%的木質素組成，主要作用是通過形成交織網來硬化細胞壁。

研發人員通過對天然的木材經過物理化學處理，可以得到一張含有木質素的有機纖維，這種有機纖維可以充當穩定劑的作用，並且無毒、無害、無污染，屬於純綠色環保產品。


木質纖維（圖源：搜狐IT)

木質素原本是造紙工業當中的廢棄副產品，迄今為止，有超過95%的木質素以“黑液”的形式直接排入江河或濃縮後燒掉，很少得到有效利用。現如今搖身一變，成為製作電池的重要物質。

隨着全球鋰資源的迅速減少，以及採礦過程中產生的大量碳排放，市場上也開始尋找更加環保可持續的解決方案，旨在研製出更加環境友好的電池類型。木質電池是被提及最多的一種環保電池類型。

目前新能源汽車裝備的動力電池當中，鋰離子是其中最重要的元素。鋰離子電池所需的鋰、鈷、鎳在地殼中的含量僅為 17ppm（百萬分之一），30ppm 和 90 ppm，且大多數集中在南美洲。與巨大的市場需求相對的是鋰元素供應量的減少。
來自波蘭和瑞典的科學家首先注意到了來自植物體內的木質素，他們將木質素進行氧化，之後與一種叫做多吡咯的物質結合，製造出多層聚合物電極。

這種電極製作成本低，但其搭載的電荷密度可以達到每克70~90毫安，相當或略優於目前的鋰離子電池的水平。

木質電池將在未來用於純電動汽車

木質電池並不是一個全新的概念。

• 在2013年，美國馬里蘭大學研製出了可充電的環保木質電池，最大的亮點莫過於以木頭作為主要原材料；
• 去年，倫敦帝國理工學院的研究人員發明了一項新技術，通過從造紙工業的廢棄副產品木質素中製備碳，可以使更可持續的鈉離子電池取代鋰離子電池。
• 在日本，日本製紙同日本東北大學的福原幹夫等人成功地利用木質原料製作出了新型的“木質電池”，日本製紙考慮在未來將這種“木質電池”用於純電動汽車。

隨着新能源汽車的普及，純電動汽車市場需求擴大，為汽車供能的電池也進入到了回收報廢的高速發展階段。

•  一方面電池原材料的供應減少、價格上漲；
•  另一方面，廢舊電池的回收技術以及對環境的污染問題被給予更多的關注。

據研究，一塊如鈕釦般大小的電池被丟進水中，可以污染60萬升水，相當於人一生的用水量。如果將電池埋在地下，電池中含有的稀有重金屬會滲液流出，污染地下水和土壤。
為應對以上問題，尋找新的替代原材料製作新型電池變得刻不容緩。

上週五，在四川宜賓舉行的世界動力電池大會中，也重點探討了動力電池安全和低碳環保問題，相信未來也將有更多的科技企業投身於低碳環保的動力電池的研發。

Northvolt與Stora Enso共同研發由可再生木材製成的具有成本效益的電池陽極，再次將木質電池拉入大家的視野。

我們期待隨着技術的發展，木質電池能夠擁有媲美目前鋰電池所具有的性能，甚至優於鋰電池的電池能量容量，那將在人類環保事業藍圖上畫上濃墨重彩的一筆。

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資料來源：雷鋒網
作者/編輯：殷振華