Przejdź do treści

Katoda z ligniny

Ame­ry­kański „Science” opu­bli­kował wy­niki prac dra Grze­gorza Mil­czarka z prof. Olle In­ga­näsa ze szwedz­kiego Lin­köping Uni­ver­sity. Uczeni chcą za­ra­dzić pro­ble­mowi ma­ga­zy­no­wania energii, który do tej pory roz­wią­zy­wany jest przy użyciu dro­gich i często tok­sycz­nych tech­no­logii. Po opa­ten­to­waniu ka­tody z li­gniny i po­li­pi­rolu, pra­cują nad anodą, aby za kilka lat można za­cząć pro­dukcję ta­nich i eko­lo­gicz­nych akumulatorów.

Czy ba­terie pro­du­ko­wane ze związków or­ga­nicz­nych to przy­szłość prze­no­śnych urządzeń?

Chciałbym, żeby tak było. Jednak obecnie brak jest jeszcze ko­mer­cyjnie do­stęp­nych roz­wiązań źródeł energii wy­ko­rzy­stu­ją­cych tego typu ma­te­riały. Śle­dząc li­te­ra­turę fa­chową ob­ser­wuję kilka ścieżek badań na ta­kimi ma­te­ria­łami i wierzę, że w przy­szłości tego typu ba­terie za­stąpią te sto­so­wane obecnie, po­dobnie jak wy­świe­tlacze LED (rów­nież wy­ko­rzy­stu­jące związki or­ga­niczne) za­stą­piły swego czasu kineskopy.

Dla­czego w Pana pro­jekcie wy­ko­rzy­stano od­pady z pro­dukcji pa­pieru? (katoda)

Mo­ty­wacja była dwo­ja­kiego ro­dzaju. Po pierwsze cho­dziło o wy­ko­rzy­stanie ma­te­riału ta­niego – do­stęp­nego w ogrom­nych ilo­ściach jako pro­dukt uboczny prze­mysłu pa­pier­ni­czego – a po drugie ma­te­riału po­sia­da­ją­cego w teorii moż­li­wość od­wra­cal­nego gro­ma­dzenia ła­dunków elek­trycz­nych. Pro­blemem tech­niczny, jaki na­leży roz­wiązać aby takie gro­ma­dzenie ła­dunku wy­ko­rzy­stać prak­tycznie w ba­te­riach lub aku­mu­la­to­rach, to nie­wielka prze­wod­ność elek­tryczna li­gnin unie­moż­li­wia­jąca wy­two­rzenie z nich elek­trod. W ba­da­niach udało nam się roz­wiązać ten pro­blem po­przez sto­sun­kowo proste po­łą­czenie jed­nego z typów od­pa­do­wych li­gnin z po­li­merem prze­wo­dzącym (po­li­pi­rolem).

Jaki wpływ na rozwój źródeł energii mają obecnie wy­mogi zwią­zane z ochroną środowiska?

Jest to py­tanie które na­le­ża­łoby zadać pro­du­centom ba­terii i in­nych źródeł energii. Sądzę jednak, że wpro­wa­dzane coraz su­rowsze dy­rek­tywy eu­ro­pej­skie są dla tej ga­łęzi prze­mysłu pro­ble­ma­tyczne z racji ope­ro­wania ma­te­ria­łami o często bardzo ne­ga­tywnym wpływie na śro­do­wisko, co wy­musza na pro­du­cen­tach ko­niecz­ność na­kładów in­we­sty­cyj­nych mi­ni­ma­li­zu­ją­cych od­pady ta­kiej pro­dukcji jak i wpro­wa­dzanie tech­no­logii umoż­li­wia­ją­cych re­cy­kling ma­te­ria­łowy zu­ży­tych ba­terii i aku­mu­la­torów. Z tego punktu wi­dzenia ma­te­riały or­ga­niczne, szcze­gólnie te oparte na bio­masie po­winny być znacznie przy­jaź­niejsze środowiskowo.

W jaki sposób polski ba­dacz trafia na łamy pre­sti­żo­wego ame­ry­kań­skiego cza­so­pisma „Science”? Prze­cież ciągle sły­szymy, że w pol­skiej nauce nie można nic zrobić, bo brak pie­niędzy, uczelnie nie po­ma­gają, a mi­ni­ster­stwo przeszkadza?

Na łamy „Science” trafia się tak jak na łamy każ­dego in­nego cza­so­pisma na­uko­wego. Ar­tykuł pod­da­wany jest wstępnej se­lekcji pod kątem no­wości na­ukowej a na­stępnie kie­ro­wany do re­cenzji. Aby przejść pierwszy etap se­lekcji, ko­nieczne jest tak na­prawdę dobre uza­sad­nienie waż­ności danej pracy w oczach re­dak­tora na­uko­wego. W na­szym przy­padku sądzę, że istotne było po­łą­czenie dwóch kwe­stii: wy­ko­rzy­stania ma­te­riału ta­niego, od­pa­do­wego i od­na­wial­nego do wy­two­rzenia tzw. „ma­te­riału za­awan­so­wa­nego”, oraz po­łą­czenie tego z kwe­stią ma­ga­zy­no­wania energii, pro­blemem istotnym i ak­tu­alnym. Kwe­stia fi­nan­so­wania badań w na­szym przy­padku była sprawą dru­go­rzędną – nie sto­so­wa­liśmy bardzo kosz­townej apa­ra­tury ani metod ba­daw­czych. Wy­daje mi się zatem, że naj­istot­niejsze to wybór cie­ka­wego te­matu badań wpi­su­ją­cego się w ak­tu­alne nurty na­ukowe. Wtedy przy odro­binie szczę­ścia uda się po­zy­skać fun­dusze ko­nieczne do ich re­ali­zacji, który nie za­wsze muszą być kwo­tami przy­pra­wia­ją­cymi o za­wrót głowy.

Jakie mogą być ko­mer­cyjne za­sto­so­wania ba­terii, które Pa­nowie wymyślilicie?

Tu słowo wy­ja­śnienia – praca, którą opu­bli­ko­wa­liśmy do­tyczy ma­te­riału, który może być za­sto­so­wany jako ka­toda aku­mu­la­tora. Do wy­two­rzenia ba­terii lub aku­mu­la­tora ko­nieczna jest jeszcze przy­naj­mniej druga elek­troda i elek­trolit, jeśli po­minie się obu­dowę. A więc nie je­steśmy jeszcze wy­na­laz­cami go­to­wego aku­mu­la­tora. Teraz mu­simy opra­cować drugą elek­trodę or­ga­niczną aby zło­żenie go­to­wego aku­mu­la­tora było moż­liwe. Wtedy po prze­pro­wa­dzeniu od­po­wied­nich te­stów, bę­dziemy w stanie od­po­wie­dzieć na py­tanie, do ja­kiego typu urzą­dzeń tego typu aku­mu­la­tory będą mogły być za­sto­so­wane. Myślę, że na to py­tanie bę­dziemy w stanie od­po­wie­dzieć za kilka lat.

Roz­ma­wiał dr Marcin Piechocki

Powiązane materiały: