Pri výrobe produktov, ako sú vitamínové tablety, vzniká veľké množstvo odpadu, ktorý sa doteraz musel starostlivo likvidovať. Vedci však objavili spôsob, ako tento priemyselný odpad premeniť na dôležitý materiál využiteľný v batériách. Pomocou odpadovej molekuly trifenyfosfínoxidu (TPPO) je možné vyrábať redoxné prietokové batérie, ktoré by mohli slúžiť na ukladanie obnoviteľnej energie na úrovni elektrických sietí.
Nový spôsob využitia priemyselného odpadu
Vedci z Northwestern University v USA objavili spôsob, ako premeniť doteraz bezcenný priemyselný odpad na cenný materiál, ktorý sa dá využiť pri výrobe batérií. Odpadová molekula trifenyfosfínoxid (TPPO), ktorá vzniká pri výrobe produktov ako sú vitamínové tablety, môže byť podľa najnovšieho výskumu užitočná pri skladovaní energie.
Tento objav naznačuje, že v budúcnosti by TPPO mohol nahradiť vzácne kovy používané v niektorých typoch batérií.
Nový proces umožňuje výrobu redoxných prietokových batérií, ktoré na rozdiel od bežnejších lítiových batérií ukladajú energiu pomocou chemickej reakcie medzi elektrolytmi. Hoci tieto batérie nie sú také efektívne ako bežné lítiové a ich veľkosť a objem ich robí nevhodnými pre smartfóny či autá, sú ideálnym riešením na ukladanie energie na úrovni elektrických sietí.
To by mohlo významne pomôcť pri ukladaní energie z obnoviteľných zdrojov, ako sú veterné a solárne elektrárne, čím by sa zabezpečila stabilita dodávok elektriny počas výkyvov v produkcii energie.
Nová technológia zvyšuje kapacitu
Jednou z najväčších výhod nového objavu je vysoká energetická hustota v porovnaní s inými typmi organických batérií.
„Nielenže možno použiť organickú molekulu, ale tiež je možné dosiahnuť vysokú energetickú hustotu – približujúcu sa jej kovovým konkurentom – spolu s vysokou stabilitou,“ uviedla Emily Mahoney, doktorandka a hlavná autorka štúdie.
Tieto dva parametre, energetická hustota a stabilita, sa podľa Mahoney tradične veľmi ťažko optimalizujú spoločne. To, že vedcom sa to podarilo pri molekule pochádzajúcej z odpadu, považujú za veľký prelom.
Udržateľné riešenie pre budúcnosť batérií
Dopyt po batériách neustále rastie a s ním aj potreba kovov, ako sú lítium a kobalt, ktoré sa často získavajú prostredníctvom invazívnej ťažby.
Navyše, tieto kovy sú dostupné len v obmedzenom množstve. Vedci preto upozorňujú, že s rastúcou závislosťou na batériách bude nutné hľadať alternatívy k doterajším riešeniam založeným na kovoch.
„Výskum batérií bol tradične doménou inžinierov a materiálových vedcov,“ vysvetľuje hlavný autor článku, chemik Christian Malapit.
„Syntetickí chemici môžu prispieť tým, že molekulárne prepracujú organické odpadové produkty na látky schopné uchovávať energiu. Náš objav ukazuje potenciál transformácie odpadových zlúčenín na hodnotné zdroje, čím ponúka udržateľnú cestu k inovácii v oblasti batériových technológií.“
Priemyselný odpad ako zdroj zelenej energie
Každoročne sa vyprodukujú tony trifenyfosfínoxidu, ktorý je v súčasnosti považovaný za odpad a musí sa nákladne likvidovať. Nová technológia však ponúka možnosť premeniť tento odpad na cenný zdroj energie.
Vedci zdôrazňujú, že hoci je potrebný ďalší výskum na overenie tejto technológie, výsledky sú sľubné a mohli by priniesť udržateľné riešenie pre ukladanie energie z obnoviteľných zdrojov v budúcnosti.
