انقلاب زباله‌های کاغذی برای تولید ابرخازن‌های ارزان مورد نیاز خودروسازی

در حدود ۱۰۰ میلیون تن لیگنین طبیعی به عنوان محصول جانبی تولید کاغذ به طور سالانه تولید می‌شود که این میزان می‌تواند کمک شایانی به صنعت خودروسازی کند تا امکان تولید خودروهای برقی سبک تر، ارزان تر با برد بالا راه هموار سازد.

در طی چند دهه گذشته، تحلیلگران صنعت در تلاش بوده‌اند تا از طریق «نقشه راه» روند حرکتی و توسعه وسایل نقلیه را پیش بینی کنند. اکثر این تحلیل ها مشابه همدیگر بودند. توسعه وسایل نقلیه برقی و هیبریدی و استفاده از وسایل نقلیه مجهز به سلول سوختی که با هیدروژن کار می‌کند.

پیش بینی ها چندان اشتباه نبودند. گرچه استقبال از وسایل نقلیه برقی بیش از حد انتظار بود و در حال حاضر آینده وسایل نقلیه مجهز به سلول سوختی چندان مشخص نیست.

با تمامی اینها یک گزینه کاملا پایدار، بدون تولید هرگونه کربن و دردسر با قابلیت استفاده از انرژی تجدید پذیر می‌تواند پاسخی به تمام این انتظارات باشد.

دانشمدان متعددی در سرتاسر جهان اعتقاد دارند که شاه کلید ماجرا استفاده از مواد کاملا جدید باشد. می‌دانیم که باتری های حالت جامد در راه هستند و به نظر می‌رسد که می‌توانند به کلی بازی را تغییر دهند.

سال گذشته MIT و لامبورگینی از یک ماده جدید که از فلزات آلی (metal-organic) ساخته شده است در ابرخازن خود برای افزایش تراکم انرژی استفاده کرد.

این کار باعث می‌شود تا یک رابطه عالی بین باتری و ابرخازن به وجود بیاید که امکان شارژ و تخلیه شارژ را با سرعت بسیار بالایی به نسبت باتری های امروزی فراهم می‌کند. همچنین برد حرکتی خودرو را افزایش می‌دهد.

لیگنین یکی از محصولات جانبی صنایع کاغذ است و سالانه ده ها میلیون تن از آن تولید می‌شود که بیشتر آن برای تولید انرژی سوزانده می‌شود.

در زیستگاه طبیعی خود، این ماده فضاهای بین دیواره سلولی گیاهان را اشغال می‌کند و به اصطلاح به گیاه حالت چوبی می‌دهد. این ماده امکان مقاومت در برابر آفات و شرایط هوایی سخت را برای گیاه فراهم می‌کند.

لیگنین به عنوان یکی از فراوانترین پلیمرهای موجود در طبیعت که تجدید پذیر است. مورد استقبال صنعت خودروسازی قرار گرفته است.

در حال حاضر ابرخازنها از کربن تولید می‌شوند که این ماده بسیار گران قیمت است.

اخیرا دانشمندان کالج امپریال لندن دریافته‌اند که می‌توانند از لیگنین برای جایگزینی کربن بر پایه گرافن که در ابر خازن ها استفاده می‌شود، استفاده کنند.

مواد مشتق شده از لیگنین می‌توانند انرژی الکتریکی بیشتری را به نسبت مواد با پایه کربنی در حجم معین ذخیره کنند. همچنین لیگنین قیمت بسیار کمتری دارد.

در حال حاضر شرکت فنلاندی Stora Enso در حال تولید آزمایشی آندهای باتری لیتیوم یونی ساخته شده از لیگنین است.

این شرکت به دنبال همکاری با تولید کننده فیبر یعنی Cordenka است تا مواد اولیه فیبرکربن را با لیگنین جایگزین کند. در حال حاضر مواد اولیه فیبرکربن از مواد خام پلی اکریلونیتریل گرفته می‌شود.

دانشمندان موسسه تحقیقات نساجی و فیبر آلمان (DITF) توانسته‌اند با موفقیت از لیگنین برای تولید الیاف کربن استفاده کنند.

در پایان به نظر می‌رسد که کاهش انتشار گازهای گلخانه‌ای، انگیزه عظیمی را برای یافتن روشهای ابتکاری جدید و استفاده از مواد پایدار و ارزان تر ایجاد کرده است.