Ligninből grafit, avagy fából akkumulátor

A piaci előrejelzések szerint öt éven belül tízszeresére nő az újratölthető akkumulátorok iránti igény főleg az autókhoz, kerékpárokhoz és más közlekedési eszközökhöz.

A cellulózgyártás mellékterméke a szennylúg, a cellulóz rostok közül a fának vegyi-mechanikai úton kimosott mindenféle egyéb alkotórésze, melyek többsége lignin. Az idők során sokféleképpen igyekeztek már a lignint hasznosítani, manapság többnyire a cellulózgyárban helyben elégetik hőt és elektromos áramot nyerve a gyártáshoz.

A Stora Enso Sunilaban lévő cellulózgyárában kezdtek azzal kísérletezni, hogy a ligninből grafitot állítsanak elő. (Sunila Helsinkitől keletre Dél-Finnországban van.) Ott egyébként is már sok kísérletet folytattak a lignin különféle hasznosítására. Itt évente 50 ezer tonna lignint állítanak elő, amivel e téren az üzem a világ legnagyobb áru-lignin gyártója.

A lignint nem egyszerű ipari célokra hasznosítani (már az elégetésén és így energianyerésen kívül), de pl. ragasztót már állítanak elő ligninből rétegeltlemezhez és LVL-hez, felületkezelő anyagokban is használják, stb.

Az akkumulátorok súlyának mintegy ötödét teszi ki a grafit anód. A Stora Enso által ligninből előállított eddigi grafit helyetti alternatíva sem könnyebb annál. Ugyanakkor az eddigi kísérletek alapján az várható, hogy gyorsabban feltölthető és kisüthető akkumulátorok állíthatók elő a lignin alapú grafittal. Ha valóban így lesz, akkor kevesebb akkumulátor is elég lesz azonos energiamennyiség felvételéhez, majd leadásához.

Lignin alapú anód anyag, amit a Stora Enso laboratóriumában állítottak elő. (Fotó: Stora Enso)

A lignin alapú anódhoz 97% szárazanyag tartalmú (extra száraz) ligninből indulnak ki. Ebből eltávolítják az oxigént, ami az anyag jelentős súlycsökkenését eredményezi. Ha ipari méretekben gyártanánk, akkor Sunilában annyi lignin keletkezik a cellulózgyártás mellett, amiből évente 200 ezer autóhoz elegendő akkumulátort lehetne előállítani.

2019-ben a Stora Ensonál 10 millió Euró befektetéssel kísérleti gyárat kezdtek építeni, amely 2021-re lesz készen (pilot plant), de kapacitása nem lesz jelentős. Ahhoz lesz elég, hogy az akkumulátor gyártók részére tudjanak a kipróbáláshoz elegendő mennyiséget szállítani. E próbák eredményei alapján lehet majd dönteni a jelentősebb befektetésről.

A bányászott grafit fosszilis anyag, amit az akkumulátorokon kívül használnak villanymotorokban, kenőanyagként, atomerőművekben és persze a ceruzában is. A természetes grafitban sok szennyező anyag is van, melyek eltávolításához mérgező savakra van szükség. Ugyanakkor az akkumulátorokban lévő grafit gyakran szintetikus anyag, amely szintén fosszilis eredetű, az olajipar melléktermékéből származik, bonyolult eljárással.

A lignin-alapú anód anyag nagyobb növekedési potenciál elé néz, mint bármely más termék az erdő-ipar egész eddigi története során.

A lignin minden növényben megtalálható, ugyanakkor nagyon kevés az ismert ipari hasznosítása. Ha a cellulózgyártás melléktermékéből, szennylúgból nyerik a lignint, akkor ehhez nincs szükség többlet fa felhasználására.

Forrás: forest.fi

Észrevétel:

Azt gyanítom, hogy a Stora Ensonál a kísérletek során valójában nem grafitot állítanak elő a ligninből, hanem valami mást, hasonlót, ami a lignin-alapú anód anyag és tökéletesen megfelel a grafit helyettesítésére, azonosan vezető képes. Ebből a cikkben annyit "árultak el", hogy az oxigént kivonják a ligninből súlycsökkentési célból. Mivel igen nagy horderejű dologról van szó, bizonyára sosem fogják a részleteket nyilvánosságra hozni és minden lehetséges módon levédik eljárásukat.

A forest.fi cikkét összefoglalta: Mőcsényi Miklós