| 14 декабря 2021 г. — 8:40 PT
Может ли переработанная древесина стать источником энергии, заменой литий-ионным аккумуляторам в электромобилях, таких как дроны и автомобили? Несмотря на скептицизм многих ученых, одна японская бумажная компания считает, что деревья обладают таким потенциалом.
Компания Nippon Paper Industries Co. продолжает идти против хоров скептически настроенных ученых, которые настаивают на том, что переработка древесины для улучшения энергетических суперконденсаторов никогда не сможет питать энергоемкие аппараты, такие как дроны или электромобили, как это делают современные аккумуляторы. Чтобы доказать их неправоту, компания работает над поиском новых применений для целлюлозных нановолокон, которые производятся путем переработки древесной массы до размера сотых долей микрона или менее. Этот материал уже используется многими отраслями — от пищевых добавок до армирования композитов и в медицинских процедурах — но Nippon Paper Industries считает, что существует способ улучшить суперконденсаторы как источник энергии с его помощью, чтобы заменить литий-ионные аккумуляторы.
Если бы компании удалось это доказать, последствия были бы поистине огромными.
В отличие от аккумуляторов, которые используют химические компоненты для хранения полученной энергии, суперконденсаторы удерживают электроны во внутреннем электрическом поле в более ограниченных количествах. Но в то время как аккумуляторы были разработаны для разряда больших запасов энергии в течение длительных периодов времени, суперконденсаторы до сих пор в основном использовались для обеспечения коротких, интенсивных импульсов. Недавним примером стало то, что Nippon Paper Industries сумела осветить трехвольтовую лампочку на несколько секунд, используя в качестве источника, по сути, переработанную древесную массу.
Самое (очень большое) затруднение заключается в расширении возможностей суперконденсаторов для текущих ограниченных применений, таких как системы резервного копирования памяти в ноутбуках, до более мощных и продолжительных применений, таких как питание дронов или электронных автомобилей. Но если эти усилия увенчаются успехом, говорят сторонники, это также сократит время подзарядки по сравнению с литий-ионной технологией и исключит использование дорогостоящих и часто сильно загрязняющих редкоземельных металлов, которые используют эти аккумуляторы.
Однако скептиков немало. Они утверждают, что, хотя суперконденсаторы имеют неоспоримый потенциал в своей собственной, ограниченной нише, они просто не находятся в одной временной зоне — возможно, даже в одном энергетическом полушарии — с установленными аккумуляторными технологиями.
«Суперконденсаторы не являются и никогда не будут конкурентом литий-ионным аккумуляторам», — заявил Сэм Джаффе, управляющий директор базирующейся в Колорадо консалтинговой компании Cairn Energy Research Advisors, рассказал газете Japan Times. «Существует множество возможностей для дальнейшего развития суперконденсаторов как технологии, но они находятся в совершенно другом технологическом сегменте по сравнению с аккумуляторами».
Сторонники исследований в области суперконденсаторов говорят, что последние достижения включают повышение плотности энергии с использованием целлюлозных нановолокон. Они утверждают, что дальнейший прогресс такого рода может в конечном итоге позволить хранить большие объемы электроэнергии для питания небольших устройств, таких как смартфоны.
И учитывая растущие общественные и промышленные цели по сокращению загрязняющих компонентов в продукции, сторонники технологий суперконденсаторов и целлюлозных нановолокон считают, что материал на основе деревьев однажды будет высоко оценен за питание транспортных средств на земле, в море и в небе.
Сегодня трехвольтовая лампочка, завтра — аэротакси Joby.
Фото: Джейсон Блэкай