Ежегодно в целлюлозно-бумажной промышленности производится более 50 миллионов тонн лигнина. Это вещество придает древесине прочность и обычно сжигается на заводах для получения электроэнергии. Однако его также можно использовать для производства аккумуляторов.
Институт Фраунгофера разрабатывает такие аккумуляторы. Цель — обеспечить возможность местного производства или добычи всех материалов, необходимых для аккумулятора. В новой батарее ионы натрия применяются вместо ионов лития. Лигнин используется в качестве электродного материала.
Однако для этого древесную массу сначала необходимо преобразовать в «твердый углерод». Это достигается путем нагревания до температуры 1400 °C. Затем углерод наносится очень тонким слоем на фольгу, образуя электрод (анод) аккумулятора.
В настоящее время графит часто используется для изготовления анодов аккумуляторов. Несмотря на то, что он является вторым по распространенности элементом на Земле, его добыча осуществляется преимущественно в Китае. Около 70% мирового спроса на графит удовлетворяется за счет добычи в Китае.
Материалом для другого электрода (катода) будет разновидность берлинской лазури – пигмента, который когда-то широко применялся, а теперь используется в аккумуляторах.
Разработчики хотят исключить из цепочки создания стоимости аккумуляторов такие критически важные металлы, как литий, кобальт и никель. Исследователи надеются максимально снизить содержание фтора в электродах и электролите и проверить, можно ли полностью избежать его использования. Однако суть проекта заключается в переработке местного высококачественного лигнина в высокопроизводительные электроды для натрий-ионных аккумуляторов.
Однако у этого аккумулятора есть свои недостатки. Он имеет относительно низкую плотность энергии и не может заряжаться быстро. С учетом современных технологий эти аккумуляторы, возможно, все еще на 20, 30 или 40 процентов менее эффективны, чем литиевые аккумуляторы с точки зрения энергоемкости.
Тем не менее, такие аккумуляторы находят применение. Их можно использовать, например, в качестве накопителей энергии, когда быстрая зарядка не требуется. Натрий-ионные аккумуляторы на основе древесины также предназначены для транспортных средств с низким энергопотреблением, таких как электровелосипеды, микроавтомобили или вилочные погрузчики.

