挪威研究人員Fride Vullum-Bruer, Andreas Nicolai Norberg, Kristin L?nsethagen和Susanne Jaschke正在努力建立一個標準讓藻類材料行業(yè)帶來的大規(guī)模生產(chǎn)。照片:Mona Sprenger
我們需要能儲存更多能量的電池。藻類可能是一個解決方案
NTNU材料科學(xué)與工程系的研究員安德烈亞斯·尼科萊·諾伯格(Andreas Nicolai Norberg)在電池實驗室里拿著三個小罐子。
“這里你可以看到進入實驗室的藻類，”他說。
其中一個充滿了液態(tài)綠藻。另一個則裝滿了經(jīng)過清洗和干燥的藻類。第三種是由藻類的纖維素填充純二氧化硅。NTNU的研究人員希望這些罐子里的東西能成為挪威綠色電池的未來。
NTNU的研究人員希望這些罐子里的東西能夠為挪威的綠色電池事業(yè)帶來未來。照片:Mona Sprenger
“這可能是一個新的循環(huán)經(jīng)濟的起點。來自挪威工業(yè)的二氧化碳可以被捕獲并用于藻類生長，反過來，藻類可以用來制造環(huán)保電池，并為綠色革命做出貢獻，”諾伯格說。
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對新技術(shù)的巨大需求
電池由兩個電極(陰極和陽極)和電解液組成。
“石墨是自上世紀90年代以來一直用于陽極的材料，該行業(yè)已設(shè)法將這項技術(shù)的性能推向了極限。所以對新技術(shù)的需求很大。我們正在做的是用海藻殼中的純氧化硅代替石墨，”NTNU材料科學(xué)與工程系副教授Fride Vullum-Bruer說。
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適合電池
五年前Vullum-Bruer就有了在電池中測試藻類膜的想法。
“我們從特隆赫姆峽灣收獲了第一顆藻類。這是一種綠色粘稠物，但結(jié)果比任何人想象的要好得多，”Vullum-Bruer說。她說，藻類的結(jié)構(gòu)是制造節(jié)能電池的理想選擇。
“藻類的薄膜有一種特殊的納米結(jié)構(gòu)，可以在電池中很好地工作。我們已經(jīng)嘗試過其他類型的硅，但效果并不好。我們不太明白為什么不同種類的藻類工作方式不同，但這可能與殼層在原子水平上的構(gòu)造有關(guān)。我們正在努力解決這個問題，”Vullum-Bruer說。
從本質(zhì)上講，這種外殼用于硅藻(氧化硅)，它們在鹽水和淡水中自然生長。
三元組電池容量
目前，研究團隊正在手工制作小型紐扣電池，并進行了小規(guī)模的測試。
“在實驗室里，我們已經(jīng)成功地制造出了容量是今天石墨陽極三倍的陽極。容量決定了你在充電前能開多遠，”諾伯格說。
隨著電池的發(fā)展，研究人員預(yù)測這項技術(shù)將能夠改進各種可充電鋰離子電池。這些電池可以在今天的手機、電腦和汽車上找到。
挪威CO2中的藻類
接下來，研究小組將對特羅姆斯縣的硅鐵生產(chǎn)商Finnfjord的藻類進行測試。
目前，研究團隊正在手工制作小型紐扣電池，并進行小規(guī)模測試。照片:Mona Sprenger
冶煉廠和Troms?大學(xué)合作種植藻類從二氧化碳在工業(yè)化以前的范圍內(nèi)。
“挪威的許多重工業(yè)有潛力生產(chǎn)用于電池生產(chǎn)的藻類。來自Finnfjord的藻類與我們之前測試的有些不同，但它們屬于同一科，”Norberg說。
基礎(chǔ)研究與商業(yè)化
開發(fā)一種新的電池是一個需要多年時間的過程，從實驗室工作到工業(yè)應(yīng)用是一個巨大的飛躍。NTNU有兩個開發(fā)藻類電池的項目。其中之一是Diatoma，這是NTNU技術(shù)轉(zhuǎn)讓(TTO)主持下的商業(yè)化項目，已得到挪威研究理事會FORNY方案的資助。
“我們的目標是創(chuàng)造一個符合工業(yè)標準的藻類電池原型。我們的目標是從實驗室擴展到工業(yè)市場，”硅藻項目的創(chuàng)新經(jīng)理和項目經(jīng)理Susanne Jaschke說。
與她的團隊是克里斯汀L?nsethagen挪威科技創(chuàng)新經(jīng)理參加。
“我們計劃工作與材料制造商和電池生產(chǎn)商,現(xiàn)在在尋找一個更大的商業(yè)伙伴,“L?nsethagen說。
第二個研究項目是生物可降解鋰離子電池陽極(BioBatt)，由研究委員會的NANO2021項目資助，進一步開發(fā)電池的陽極部分，使其由一種環(huán)保和生物可降解材料組成。
Vullum-Bruer說:“通過NANO2021項目，我們正在深入研究這項技術(shù)，以找出這種材料最基本的工作原理。該項目的總預(yù)算約為1000萬挪威克朗。”
“這是不可思議的,自然使得這種材料對我們來說,“L?nsethagen說。
本文轉(zhuǎn)自：藻類生態(tài)鏈