科学家们研发了一种锂离子电容器，使用从锯木厂作为废物丢弃的木质颗粒生产的电极。这种生物质在巴斯克地区非常容易获得，并且采用了可持续、廉价的工艺来生产电极。研究结果表明，从生物质中提取的材料在获得环保、经济高效的高功率能量储存系统方面具有优良的特性。
固态与材料研究小组研发了一种锂离子电容器，使用从锯木厂作为废物丢弃的木质颗粒生产的电极。这种生物质在巴斯克地区非常容易获得，并且采用了可持续、廉价的工艺来生产电极。研究结果表明，从生物质中提取的材料在获得环保、经济高效的高功率能量储存系统方面具有优良的特性。
在寻求能够满足现代社会能源需求的可持续能源解决方案的过程中，能源储存系统发挥着极其重要的作用；实际上，“在可再生能源领域，我们无法控制自然提供的风、热、光等。而且，有时能源需求与能源供应并不一致；因此，需要开发资源来储存由可再生系统产生的能量，”固态与材料研究小组的研究员Eider Goikolea解释道。
正在开发下一代电化学能源储存技术的材料，研究小组成员Eider Goikolea和Idoia Ruiz de Larramendi（UPV/EHU讲师）表示：“我们开发了可以用来储存能量的新材料。在这种情况下，为了创建电极，我们从四周随处可见的用于木工车间的华盛顿松木颗粒中准备碳。归根结底，这种锯末没有被用作任何其他用途，并且含有非常高的碳含量，”Idoia Ruiz de Larramendi说。
混合系统
电池和超级电容器等被用来储存能量。超级电容器能够储存的能量少于电池，但在某个时刻能够提供更多的能量。“超级电容器不适合在长时间内为系统提供能量；与电池不同，它们在我们需要在短时间内提供大量能量时被使用，”Goikolea解释道。
在这项研究中开发了一种混合锂离子设备。“这提供了两种系统的优势：可以储存高功率能量（如电池），能够以高功率水平运行，并能够承受多个充放电周期（如超级电容器），”她说。因此，一种电池类型的电极和一种超级电容器类型的电极被结合在同一设备中。
用于生产这些电极的碳有不同类型。“碳是一个非常通用的术语，但有许多不同的类型。并非所有生物质都提供适合此应用的碳，但我们已经表明，可以从华盛顿松的生物质中获得非常令人满意的结果，”Ruiz de Larramendi补充道。其中一个电极由硬碳制成，另一个则由活性炭制成。此外，研究中特别重视用于生产电极的成本效益、可持续工艺：“生产电极的工艺是节能的。合成温度不超过700 °C”，并且使用了经济的添加剂。
这项工作表明，即使使用当地生物质也获得了非常好的结果；“这为改善传统锂离子电容器提供了一种经济高效、可持续的替代方案。起源于生物质的材料为开发环保、经济高效的高功率能量储存系统提供了巨大机遇。进一步推进这一研究方向是重要的，”UPV/EHU的研究人员解释道。
Eider Goikolea和Idoia Ruiz de Larramendi在UPV/EHU科技学院讲授化学与化学工程学位课程以及新材料硕士课程。
研究人员通过多个项目进行了这项工作：巴斯克政府促进的IT1546-22项目；MICIU/AEI/10.13039/501100011033/FEDER和欧盟资助的PID2023-151153OB-I00项目；以及获得MCIN/AEI/10.13039/501100011033资助的TED2021-131517B-C21项目和“欧洲联盟NextGenerationEU/PRTR”。
