来自藻类的能量

挪威研究人员Fride Vullum-Bruer, Andreas Nicolai Norberg, Kristin Lønsethagen和Susanne Jaschke正在努力建立一个标准让藻类材料行业带来的大规模生产。照片:Mona Sprenger

我们需要能储存更多能量的电池。藻类可能是一个解决方案

NTNU材料科学与工程系的研究员安德烈亚斯·尼科莱·诺伯格(Andreas Nicolai Norberg)在电池实验室里拿着三个小罐子。

“这里你可以看到进入实验室的藻类,”他说。

其中一个充满了液态绿藻。另一个则装满了经过清洗和干燥的藻类。第三种是由藻类的纤维素填充纯二氧化硅。NTNU的研究人员希望这些罐子里的东西能成为挪威绿色电池的未来。

NTNU的研究人员希望这些罐子里的东西能够为挪威的绿色电池事业带来未来。照片:Mona Sprenger

“这可能是一个新的循环经济的起点。来自挪威工业的二氧化碳可以被捕获并用于藻类生长,反过来,藻类可以用来制造环保电池,并为绿色革命做出贡献,”诺伯格说。

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对新技术的巨大需求

电池由两个电极(阴极和阳极)和电解液组成。

“石墨是自上世纪90年代以来一直用于阳极的材料,该行业已设法将这项技术的性能推向了极限。所以对新技术的需求很大。我们正在做的是用海藻壳中的纯氧化硅代替石墨,”NTNU材料科学与工程系副教授Fride Vullum-Bruer说。

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适合电池

五年前Vullum-Bruer就有了在电池中测试藻类膜的想法。

“我们从特隆赫姆峡湾收获了第一颗藻类。这是一种绿色粘稠物,但结果比任何人想象的要好得多,”Vullum-Bruer说。她说,藻类的结构是制造节能电池的理想选择。

“藻类的薄膜有一种特殊的纳米结构,可以在电池中很好地工作。我们已经尝试过其他类型的硅,但效果并不好。我们不太明白为什么不同种类的藻类工作方式不同,但这可能与壳层在原子水平上的构造有关。我们正在努力解决这个问题,”Vullum-Bruer说。

从本质上讲,这种外壳用于硅藻(氧化硅),它们在盐水和淡水中自然生长。

三元组电池容量

目前,研究团队正在手工制作小型纽扣电池,并进行了小规模的测试。

“在实验室里,我们已经成功地制造出了容量是今天石墨阳极三倍的阳极。容量决定了你在充电前能开多远,”诺伯格说。

随着电池的发展,研究人员预测这项技术将能够改进各种可充电锂离子电池。这些电池可以在今天的手机、电脑和汽车上找到。

挪威CO2中的藻类

接下来,研究小组将对特罗姆斯县的硅铁生产商Finnfjord的藻类进行测试。

 

目前,研究团队正在手工制作小型纽扣电池,并进行小规模测试。照片:Mona Sprenger

冶炼厂和Tromsø大学合作种植藻类从二氧化碳在工业化以前的范围内。

“挪威的许多重工业有潜力生产用于电池生产的藻类。来自Finnfjord的藻类与我们之前测试的有些不同,但它们属于同一科,”Norberg说。

基础研究与商业化

开发一种新的电池是一个需要多年时间的过程,从实验室工作到工业应用是一个巨大的飞跃。NTNU有两个开发藻类电池的项目。其中之一是Diatoma,这是NTNU技术转让(TTO)主持下的商业化项目,已得到挪威研究理事会FORNY方案的资助。

“我们的目标是创造一个符合工业标准的藻类电池原型。我们的目标是从实验室扩展到工业市场,”硅藻项目的创新经理和项目经理Susanne Jaschke说。

与她的团队是克里斯汀Lønsethagen挪威科技创新经理参加。

“我们计划工作与材料制造商和电池生产商,现在在寻找一个更大的商业伙伴,“Lønsethagen说。

第二个研究项目是生物可降解锂离子电池阳极(BioBatt),由研究委员会的NANO2021项目资助,进一步开发电池的阳极部分,使其由一种环保和生物可降解材料组成。

Vullum-Bruer说:“通过NANO2021项目,我们正在深入研究这项技术,以找出这种材料最基本的工作原理。该项目的总预算约为1000万挪威克朗。”

“这是不可思议的,自然使得这种材料对我们来说,“Lønsethagen说。

本文转自:藻类生态链

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