O echipă de ingineri din Noua Zeelandă a folosit rumeguşul şi aşchiile de lemn pentru a crea grafitul necesar pentru bateriile maşinilor electrice

O echipă de ingineri din Noua Zeelandă a reuşit să demonstreze pe viu o tehnologie neaşteptată, care ar putea schimba esenţial modul în care sunt produse bateriile pentru maşinile electrice şi locurile din care vin materiile prime pentru aceste baterii. Aceştia au reuşit să folosească rumeguşul şi resturile de lemn pentru a produce grafitul, un component esenţial din construcţia bateriilor pentru maşinile electrice. Genialitatea constă în faptul că astfel nu ar mai fi nevoie de a produce grafitul din produse petroliere sau de a-l importa din China, care e cel mai mare producător de grafit din surse miniere din lume, iar pe lângă asta fabricarea grafitului din lemn înseamnă nu doar evitarea emisiilor de CO2 în atmosferă, ci retragerea CO2 din atmosferă!

Grafitul e în esenţă o formă cristalină a carbonului, iar în bateriile litiu ion el reprezintă circa 30% din greutatea unei baterii, fiind concentrat în anod, şi este preferat de producătorii de baterii datorită conductivităţii bune a lui şi a costului relativ mic. Grafitul poate fi produs sintetic, de obicei din hidrocarburi la temperaturi înaltă, unde acestea sunt descompuse, iar carbonul extras. E un proces consumator de energie, şi cu cât mai pură se doreşte substanţa finală, cu atât de mai energofag şi de impact pentru mediu în emisii CO2 şi impurităţi auxiliare. Grafitul poate fi extras şi minier, cu procesări ulterioare ceva mai simple, iar China e în prezent cel mai mare producător şi exportator din lume de grafit, mai ales că acest material se foloseşte nu doar la bateriile litiu-ion, ci şi la o mulţime de alte aplicaţii, precum panourile fotovoltaice şi chiar pilele de combustibil cu hidrogen, LED-uri, semiconductoare şi reactoare nucleare. E un material atât de răspândit şi asociat cu tehnologiile noi, deci, că orice alternativă de a-l produce mai uşor şi într-un mod regenerabil poate schimba industrii întregi, la propriu.

Foto: Mină de extragere a grafitului

Echipa de ingineri din Noua Zeelandă, parte din startup-ul CarbonScape, a venit cu o metodă ingenioasă de a folosi carbonul stocat în lemn pentru a creat o pulbere de consistenţă similară cu grafitul. Până la urmă, şi lemnul e constituit în mare parte din carbon, cam în raport de 50%, celelalte componente fiind absolut inofensive pentru mediu, precum oxigenul, hidrogenul şi azotul.

Metoda lor de procesare are nevoie de lemn cât mai mărunt, ceea ce înseamnă că ei pot folosi rumeguş sau rămăşiţe de lemn după procesarea acestuia pentru alte produse fabricate. Iar acel rumeguş trece printr-un proces de purificare, pentru a ajunge la o compoziţie finală aproape identică grafitului, în care carbonul e aproape pur.

Inginerii spun că procesul de purificare, pe care l-au patentat la nivel global, elimină cantităţi minime de CO2, însă luând în calcul că drept materie primă serveşte lemnul, care apare în urma captării de către copaci a CO2-ului din atmosferă, întregul ciclu de producţie a biografitului lor e unul care dă cu minus la final în cantitatea de CO2, deci extrage efectiv CO2 din atmosferă. Asta înseamnă că, judecând după cifrele de producţie a bateriilor pentru maşini electrice aşteptate pentru 2030, dacă s-ar folosi tehnologia lor, cantitatea de CO2 din atmosferă ar fi cu 86 milioane de tone mai mică, anual, luând în calcul evitarea emisiilor prin procesul clasic şi captarea celor prin procesul lor. Asta ar însemna o reducere uriaşă a impactului pe care l-ar avea maşinile electrice la etapa fabricării lor şi a bateriilor pentru ele, or, anume la acest capitol este sunt acuzate cel mai des în prezent.

Pe lângă asta, tehnologia lor de procesare e patentată cu stricteţe de ei, dar nu e complicată în esenţă, spun neozeelandezii, şi ideea lor e ca acest proces de fabricare să fie replicat oriunde se doreşte în lume, folosind material lemnos local, evitând astfel şi transporturile maritime poluante, şi susţinând producătorii locali. Aceştia mai spun că astfel ţările ar putea produce mai uşor baterii şi şi-ar reduce dependenţa de marile ţări exportatoare de grafit, precum China.

Şi, dacă ne gândim cumva că tehnologia celor de la CarbonScope e abia la început şi mai trebuie testată — nu e aşa. Aceştia şi-au testat deja tehnologia, inclusiv la variaţii de temperaturi şi au ajuns la parametri similari cu bateriile litiu-ion obişnuite, care au în compoziţia lor grafit obişnuit. Inginerii lucrează de circa 10 ani la această tehnologie şi au reuşit să depună patente în toate locurile relevante din lume, muncind după principiul de a face, verifica şi patenta întâi, şi apoi de a anunţa în gura mare descoperirea. Aşa că imediat după anunţarea viabilităţii, aceştia au primit 18 milioane de dolari de la două companii investitoare pentru a implementa primele partide mari de grafit din lemn în producţie, iar o altă companie producătoare de baterii din Suedia e gata să investească în ei sau să le ofere liniile sale de producţie pentru a accelera producţia de grafit pe bază de lemn împreună. Or, la cât lemn există în ţările Scandinave, cu păduri care sunt replantate în permanenţă pentru scop industrial, ar exista surse infinite şi regenerabile de materii prime, cu noi şi noi păduri plantate după fiecare ciclu de producţie.

Şi uite aşa, după descoperirea zăcămintelor uriaşe de litiu din SUA de săptămâna trecută, cele mai mari din lume, şi după anunţarea grafitului din lemn, viitorul ar putea da o perspectivă de dependenţă mai redusă faţă de China. Au mai rămas să fie descoperite zăcăminte de pământuri rare, care mai sunt folosite la producţia acestor baterii, şi atunci dependenţa viitoare se va putea apropia de zero absolut.