Almanya’daki Fraunhofer Seramik Teknolojileri ve Sistemleri Enstitüsü (IKTS) ve Friedrich-Schiller Üniversitesi Jena’dan araştırmacılar, bitki hücre duvarlarında bulunan karmaşık bir organik polimer olan lignini elektrot malzemesi olarak kullanan bir sodyum iyon pil prototipi ürettiler.
Lignin, odun ve selüloz endüstrisinin bol miktarda bulunan bir yan ürünüdür. İşlendikten sonra iyi bir elektriksel iletkenlik gösterir ve redoks aktif grupları elektronları tersine çevrilebilir şekilde depolayabilir ve serbest bırakabilir. Pil uygulamaları için lignin, genellikle sert karbon üretmek üzere karbonlaştırılır.
Lignin bazlı sodyum iyon pil
Araştırma ekibi, odun ve diğer yenilenebilir hammaddelerden selüloz, biyoenerji ve biyobazlı kimyasallar üretimi konusunda uzmanlaşmış bir Alman şirketi olan Mercer Rosenthal GmbH tarafından sağlanan lignini kullandı. Lignin, inert koşullar altında termal olarak karbona dönüştürüldü ve daha sonra negatif elektrotlara işlendi.
Akademisyenler: “Bu sert karbonun yapısı, sodyum iyonlarının tersine çevrilebilir şekilde depolanması için çok uygundur. Sert karbon, özellikle sürdürülebilir hammaddelerden elde edildiğinde, yüksek elektrokimyasal performans, iyi döngü kararlılığı ve düşük satın alma maliyetleriyle öne çıkıyor” dedi. Bu elektrot malzemesini kullanarak, ekip 1 Ah’lik pil hücreleri üretti ve bunları Arnstadt’taki Fraunhofer IKTS pil test merkezinde, Hermsdorf’taki Fraunhofer IKTS’de ve Jena’daki Friedrich Schiller Üniversitesi’nde test etti.
Araştırmanın koordinatörü Lukas Medenbach, “100 şarj ve deşarj döngüsünden sonra, laboratuvar hücresi önemli bir bozulma göstermedi. Projenin sonunda 1 Ah’lik tam hücre için 200 şarj ve deşarj döngüsünü göstermeyi hedefliyoruz” dedi ve önerilen pil teknolojisinin sabit veya mobil depolama uygulamaları için tasarlandığını belirtti.
Yeni pil teknolojisi hakkında daha fazla teknik detay verilmedi. Fraunhofer IKTS yaptığı açıklamada: “Proje, daha ucuz, daha sürdürülebilir ve güvenli pillere geçişi teşvik ederken, kritik hammaddelerden bağımsızlığı artırmayı desteklemeyi amaçlıyor. Bu girişim, başta Thüringen merkezli Mercer Rosenthal GmbH, Glatt Ingenieurtechnik GmbH, IBU-tec advanced materials AG ve EAS Batteries GmbH olmak üzere bölgesel şirketlerden ve Viyana merkezli Petrochemical Holding GmbH’den oluşan bir sanayi danışma kurulu tarafından desteklenmektedir” dedi.
