تمر صناعة السيارات بمرحلة انتقالية كبيرة، حيث تجبر لوائح الانبعاثات الصارمة المستهلكين على التحول إلى السيارات الكهربائية في وقت أقرب مما كان متوقعًا. تتحسن تقنية البطارية باستمرار، مما يؤدي إلى نطاقات أطول وكفاءة أكبر. مع تطور التكنولوجيا، يمكن لبطاريات الحالة الصلبة أن تضاعف من نطاقات السيارات الكهربائية. تقوم بعض شركات صناعة السيارات أيضًا بتجربة المكثفات الفائقة بدلاً من حزم البطاريات التقليدية لتخزين الطاقة.
توفر المكثفات الفائقة أوقات شحن أسرع من بطاريات الليثيوم أيون ولكنها مكلفة في الإنتاج، مما يمنع التكنولوجيا من تشغيل المركبات الكهربائية في السوق الشامل.
يُذكر أن بعض العلماء اكتشفو مصدر غير عادي يمكنه أن يقلل بشكل كبير من تكاليف تطوير المكثفات الفائقة. يأتي هذا الاكتشاف من نفايات الورق.
اكتشف علماء من إمبريال كوليدج لندن وجامعة كوليدج لندن أنه يمكن استخدام اللجنين ليحل محل الكربون القائم على الجرافين المستخدم في المكثفات الفائقة الحالية. اللجنين هو منتج ثانوي لإنتاج الورق. يتم إنتاج عشرات الملايين من الأطنان من اللجنين كل عام ويتم حرق معظمها لإنتاج الطاقة. نظرًا لأنه أحد أكثر البوليمرات التي تحدث بشكل طبيعي في العالم، فإن اللجنين قابل للتجديد ويمكن أن يفيد صناعة السيارات الكهربائية.
استخدام اللجنين المتجدد بدلًا من الجرافيت في البطاريات الكهربائية
يمكن للمادة القائمة على اللجنين تخزين طاقة أكثر من المكونات التي تحتوي على الكربون المستخدمة في المكثفات الفائقة الحالية وهي أرخص في الإنتاج. تنتج الشركة الفنلندية ستورا إنسو بالفعل أنودات بطارية ليثيوم أيون تستخدم اللجنين بدلاً من الجرافيت لتحسين نطاق وأداء المركبات الكهربائية.
تتعاون ستورا إنسو المتخصصة في تصنيع لب الورق والورق والمنتجات، أيضًا مع الشركة المصنعة للألياف كوردنكا لتطوير ألياف الكربون من اللجنين المتجدد بدلاً من مادة البولي أكريلونيتريل الخام القائمة على الزيت. كجزء من مشروع مدته أربع سنوات. استخدم العلماء في المعهد الألماني لأبحاث النسيج والألياف أيضًا مادة اللجنين كمواد خام مستدامة لتقليل تكلفة ألياف الكربون.
إذا كان من الممكن خفض التكلفة باستخدام اللجنين، فيمكن للمكثفات الفائقة عالية الطاقة تشغيل السيارات الكهربائية عاجلاً وليس آجلاً، مما ينتج عنه سيارات كهربائية أخف وزناً وأرخص وأطول مدى.
قالت الدكتورة ماريا كريسبو ريبادنيرا من قسم الهندسة الكيميائية في إمبريال “تعتبر المكثفات الفائقة مرشحًا مثاليًا للنقل الكهربائي داخل المراكز الحضرية، حيث يشكل التلوث مصدر قلق متزايد. ومع ذلك، غالبًا ما يتم تجاهلها بسبب ارتفاع تكلفة الإنتاج. يعتمد بحثنا على مادة حيوية منخفضة التكلفة ومستدامة يمكنها تخزين طاقة أكبر مقارنة بالعديد من البدائل باهظة الثمن الأخرى. وهذا مهم بشكل خاص في قطاع السيارات، حيث يتم تحسين المساحة وتكاليف المكونات.”