Новое применение древесных отходов – производство аккумуляторов

В последние годы мы все чаще узнаем о принципиально новых и коммерчески целесообразных направлениях использования древесины. Их так много, что создается впечатление что человек только начинает узнавать её возможности, которые кажутся безграничными.

Совсем недавно немецкая фирма по хранению энергии CMBlu и производственная группа MANN + HUMMEL объединились для разработки аккумуляторных батарей, работающих на электролитах, полученных из лигнина, – набора сложных органических полимеров, являющихся частью растительных клеток. Лигнин является негидролизуемой частью древесины и содержится в ней в больших количествах: от 18 до 24% в лиственных породах и от 23 до 50 % в хвойных.  Промышленное использование лигнина (производство смол, клеящих веществ, удобрений, активированного угля и т.п.) ограничено. Значительное его часть, получаемая как отходы целлюлозного и лесохимического производства, просто сжигается.  

Бизнес-идея создания аккумуляторных батарей, работающих на органических электролитах, полученных из лигнина была сформулирована в 2011 году. С 2014 года CMBlu проводит интенсивные исследования в данном направлении. К настоящему времени создан действующий прототип органической аккумуляторной батареи, дальнейшее совершенствование которого будет осуществляться совместно CMBlu и MANN + HUMMEL. Вот что говорит по этому поводу Генеральный директор CMBlu Питер Гейгл: «Наша концепция основана на использовании окислительно-восстановителных реакций органических молекул, характерных для живых организмов: к примеру, на их основе организован  цикл лимонной кислоты в организме человека.  Нам удалось применить этот принцип для крупномасштабного хранения электрической энергии. Для этой цели мы используем в основном неиспользованный ресурс лигнина, который доступен в неограниченных количествах и ежегодно накапливается в миллионах тонн в целлюлозно-бумажной промышленности. Наша технология позволяет создать очень большую и экономичную систему хранения энергии. Аккумуляторная батарея является ядром системы и требует высочайшего качества и надежности процесса производства. MANN + HUMMEL — идеальный партнер в процессе индустриализации  этой идеи».

 Компания MANN + HUMMEL создала дочернее предприятие под названием i2M GmbH (инновации для рынка), которое занимается разработкой и коммерциализацией инновационных технологий. Её задача построить производственную линию по выпуску батарей.  Задача CMBlu  в течении двух лет реализовывать специальные пилотные проекты, иллюстрирующие возможности использования новой технологии. Согласно плана, первые модели аккумуляторов на лигнине должны поступить в продажу в 2021 году.  Конечной целью партнерства является развитие мобильной инфраструктуры базирующейся на устойчивой и экономичной технологии накопления, хранения и передачи энергии потребителю.

Ноу-хау «CMBlu Energy» (фирма находится в Альценау /Бавария/) сводится к преобразованию лигнина в электролит, плотность энергии которого примерно такая же, как у свинцово-кислотных аккумуляторов, и использовании известной окислительно-восстановительной технологии для хранения большого количества энергии. Производство электролитов включает в себя ряд этапов фильтрации, которые выполняются  с использованием новых специальных мембран. Блок управления «расщепляет» введенную энергию на положительную и отрицательно заряженную области, используя содержание древесины в водном растворе в качестве среды для хранения. Несколько килограммов лигнина должны поглощать около 1 кВт-ч энергии. Если возникает потребность в энергии, процесс меняется на противоположный, и энергия  возвращается с минимальными потерями. На экспериментальной установке двух контейнеров емкостью около 1000 литров (батарея с органическим потоком) оказалось достаточно для удовлетворения потребностей примерно 40 домашних хозяйств.

Особенность проточных аккумуляторов заключается в том, что емкость и электрическая мощность могут масштабироваться независимо. Количество блоков определяет мощность батарей: большее число умножает выход энергии. Емкость аккумулятора ограничена только размерами резервуаров. Это позволяет гибкую настройку для различных приложений.

Принцип работы и использование новой технологии иллюстрирует следующее видео.

Батареи с органическим потоком могут найти применения в многочисленных приложениях. В частности:

  • для накопления избытка солнечной, ветровой и иной «зеленой» энергии и использования её в ночное время, безветренную погоду и т.п.;
  • создание децентрализованной инфраструктуры для зарядки автомобилей, которая требует наличия высокопроизводительной и масштабируемой системы хранения энергии;
  • буферного хранилища энергии используемой в производственных и бытовых целей.

Очевидный плюс технологии –  экологичность и мобильность. В качестве дополнительного бонуса разработчики указывают на то, что предложенная ими технологии НАМНОГО ДЕШЕВЛЕ НЫНЕ ПРИМЕНЯЕМЫХ, что в будущем приведет к значительному падению цен на энергию.

В заключение позволю себе историческо-экономическое отступление… Проигравшие во Второй мировой войне Германия и Япония, в 1946 году оказались у «разбитого корыта»: их промышленность была практически полностью разрушена, а трудовые и финансовые ресурсы сведены к минимуму. Тем не менее, в кратчайший срок названные страны смогли  догнать, обогнать и оставить далеко позади своих  победителей. Важнейший составляющей успеха была ориентация на новые современные технологии при развитии промышленности, агрокомплекса и иных направлений…

За годы независимости Украины  в целом доведена до уровня после военных Германии и Япониии… Так почему бы ей не использовать их опыт для того, чтобы изменить ситуацию к лучшему, в том числе и в лесном секторе, включая его важнейший сегмент — деревообработка и иные направления использования древесных ресурсов?

По материалам европейской прессы

М.Попков

Похожие записи

Добавить комментарий