Previous Page  31 / 34 Next Page
Information
Show Menu
Previous Page 31 / 34 Next Page
Page Background

ЕНЕРДЖИ РЕВЮ

l

брой 3/2018

31

Производство на литиево-

сярна батерия с биомаса

от хартиената индустрия

иновации

сновен страничен продукт при

производството на хартия е лигно-

сулфонатът – сулфониран въглероден

отпадъчен материал, който обикно-

вено се изгаря на място, освобожда-

вайки CO

2

в атмосферата, след като

сярата се улавя за повторна упот-

реба.

Учените от Политехническия ин-

ститут на Ренселар в Ню Йорк са

разработили метод за използване на

евтината и изобилна биомаса от

хартиеното производство за из-

граждане на презареждаща се лити-

ево-сярна батерия. Такава батерия

би могла да се използва за захранва-

не на големи центрове за данни,

както и за по-евтино съхранение на

енергия в микромрежи и традицион-

ни електрически мрежи.

“Нашето изследване демонстрира

потенциала от използването на

странични продукти от производ-

ството на хартия за създаване на

устойчиви и евтини електродни ма-

териали за литиево-серни батерии“,

обясняват учените.

Акумулаторните литиево-йонни

батерии в момента са доминираща-

та технология на пазара. През после-

дните години обаче се наблюдава

засилен интерес към разработване-

то на литиево-серни батерии, които

могат да предоставят над два пъти

повече енергия от литиево-йонните

им аналози със същото тегло. Както

е известно, акумулаторната батерия

има два електрода – положителен

катод и отрицателен анод. Между

електродите се намира течен елек-

тролит, който служи като среда за

химическите реакции, които произ-

веждат електрически ток. В литие-

во-сярната батерия катодът е

съставен от серно-въглеродна мат-

рица, а за анода се използва литиев

метален оксид.

В елементната си форма сярата

е непроводима, но когато се свърже

с въглерод при повишена температу-

ра, тя става силно проводима и по-

зволява да се използва в новите

технологии за производство на ба-

терии. Проблем обаче е, че сярата

лесно се разтваря в електролита на

батерията, което води до влошава-

не на електродите от двете стра-

ни само след няколко цикъла. Учени-

те са използвали различни форми на

въглерод, като нанотръбички и ком-

плексна въглеродна пяна, за задържа-

не на сярата на място, но с ограни-

чен успех.

За да развият своя метод, учени-

те от Ренселар си партнират с

производителя на хартия Finch Paper,

който предоставя лигносулфонат.

Тази кафява луга се изсушава и след

това се загрява до около 700°C в

кварцова тръбна пещ. Високото из-

лъчване на топлина отвежда пове-

чето от серния газ, но запазва част

от сярата като полисулфиди (вери-

ги от серни атоми), които са интег-

рирани дълбоко в матрицата на ак-

тивния въглен. Процесът на нагря-

ване се повтаря, докато правилно-

то количество сяра се улови във

въглеродната матрица. След това

материалът се смила и се смесва с

инертно полимерно свързващо веще-

ство, за да се създаде катодно по-

критие върху алуминиево фолио.

Изследователският екип досега е

създал прототип на литиево-сярна

батерия, който има размери на ба-

терия за часовници и над 200 работ-

ни цикъла. Следващата стъпка ще

бъде да се направи по-голям прото-

тип, за да се увеличат значително

степента на разреждане и жизнени-

ят цикъл на батерията.

“При повторното използване на

този вид биомаса се допринася зна-

чително за опазването на околната

среда, като същевременно се из-

гражда по-ефективна батерия, коя-

то може да осигури необходимия

тласък в сектора за технологии за

съхранение на енергия“, смятат уче-

ните.

О