Kottar kan bli framtidens energilagring

Kottar och annat skogsavfall kan omvandlas till kolmaterial som kan användas till energilagring, enligt forskning från Umeå universitet.

Metoden gör det möjligt att enkelt och miljövänligt finfördela kol i vatten, även när det inte är vattenlösligt. Blandningen kan sedan sprejas på en yta för att framställa elektroder till superkondensatorer.

Superkondensatorer är en typ av energilagringsenhet, likt batterier, men som lagrar energi på ett helt annat sätt. De kan laddas i och ur på sekunder (jämfört med timmar för batterier), kräver mindre underhåll och har betydligt längre livslängd än batterier. Superkondensatorer används redan idag i vissa industrier och förutspås spela en allt viktigare roll i framtiden då behovet av energilagring förväntas öka.

– Den vattenbaserade dispersionen har flera fördelar jämfört med dispersioner baserade på organiska lösningsmedel, som oftast är giftiga och dåliga för miljön. Lösningsmedlen är särskilt problematiska i sammanhanget eftersom dispersionerna sprejas på heta ytor och då riskerar att sprida giftig ånga, säger Andreas Nordenström, doktorand vid Institutionen för fysik, Umeå universitet.

Våra resultat kan potentiellt vara av stor vikt då efterfrågan på billiga, högkvalitativa elektroder är hög och förväntas öka i framtiden eftersom efterfrågan på energilagringsenheter som superkondensatorer förväntas öka

Forskarna visade att samma metod som tidigare används för att framställa ”aktiverat grafen”, ett material framställt från reducerat grafenoxid, kan användas för att framställa porösa kolmaterial från förkolnade tallkottar, grankottar och tallbark. Det porösa kolmaterialet är mycket likt ”aktiverat grafen” och är nästan lika bra som material till elektroder för superkondensatorer.

– Vi visade att det relativt dyra ”aktiverat grafen” egentligen bara är en annan typ av aktiverat kol och kan ersättas med billiga, högkvalitativa elektroder som framställts från skogsavfall. Våra resultat kan potentiellt vara av stor vikt då efterfrågan på billiga, högkvalitativa elektroder är hög och förväntas öka i framtiden eftersom efterfrågan på energilagringsenheter som superkondensatorer förväntas öka, säger Andreas Nordenström.

Han disputerar med sin avhandling Egenskaper och tillämpningar av material baserade på grafenoxid den 29 september.

I avhandlingen har Andreas Nordenström även studerat grafitoxid, ett kolmaterial som kan modifieras till många olika egenskaper och potentiella användningsområden. Forskningsresultaten ökar den grundläggande förståelsen för materialet och visar bland annat hur membran av grafitoxid kan användas för att separera molekyler av olika storlek från varandra. Detta kan vara av intresse för olika tillämpningar inom filtrering.

Källa: Umeå universitet