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造紙集團(tuán)利用樹(shù)木開(kāi)發(fā)電池？這個(gè)跨界跨得有點(diǎn)大

時(shí)間:2021-05-20 08:40來(lái)源:汽車(chē)商業(yè)評(píng)論作者:朱琳

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這是一個(gè)潛在的技術(shù)飛躍，大多數(shù)科學(xué)家對(duì)此仍持懷疑態(tài)度，但一家日本造紙商決心追求這一技術(shù)：利用樹(shù)木開(kāi)發(fā)電動(dòng)汽車(chē)鋰離子電池的繼任產(chǎn)品。

日本制紙集團(tuán)株式會(huì)社正致力于在纖維素納米纖維（cellulose nanofibers，簡(jiǎn)稱CNF）的使用方面取得新的突破。這種材料是將木漿精煉到百分之一微米或更小，目前用于紙尿褲或食品添加劑等產(chǎn)品。他們的目標(biāo)是創(chuàng)造一種超級(jí)電容器，與現(xiàn)有的電池相比，這種電容器可以大大改善性能，并減少對(duì)環(huán)境的影響。

日本制紙株式會(huì)社社長(zhǎng)野澤徹（Toru Nozawa）在接受采訪時(shí)表示：“我們必須加快與其他公司的合作，以找到實(shí)際用途。”

這種基于CNF的超級(jí)電容器可以“應(yīng)用于使用鋰離子電池的領(lǐng)域，比如汽車(chē)和智能手機(jī)”。該公司的目標(biāo)是在2025年大阪世博會(huì)上展示一個(gè)試點(diǎn)儲(chǔ)能系統(tǒng)，并在10年后將該技術(shù)完全商業(yè)化。

日本制紙集團(tuán)株式會(huì)社社長(zhǎng)野澤徹 ▼

超級(jí)電容器在電場(chǎng)中持有無(wú)質(zhì)量的電子，而電池則以化學(xué)形式儲(chǔ)存能量。這種差異意味著前者是提供短暫而強(qiáng)烈能量爆發(fā)的理想選擇——就像相機(jī)閃光燈那樣——但其存儲(chǔ)容量只有鋰離子電池的一小部分。

幾十年來(lái)，超級(jí)電容器在利基應(yīng)用中占有一席之地，用于筆記本電腦的內(nèi)存?zhèn)浞菹到y(tǒng)、風(fēng)力渦輪機(jī)馬達(dá)的變槳控制，或用于一些混合動(dòng)力和插電式汽車(chē)的再生制動(dòng)。它們還帶來(lái)了一個(gè)長(zhǎng)期未實(shí)現(xiàn)的承諾，那就是大大縮短充電時(shí)間，減少安全風(fēng)險(xiǎn)，不依賴鈷或鎳等昂貴的金屬。

“超級(jí)電容器有很多機(jī)會(huì)作為一項(xiàng)技術(shù)繼續(xù)發(fā)展，但它們與電池處于完全不同的技術(shù)領(lǐng)域。”科羅拉多州博爾德的凱恩能源研究顧問(wèn)公司的董事總經(jīng)理薩姆·賈菲（Sam Jaffe）說(shuō)。“超級(jí)電容器現(xiàn)在不是，將來(lái)也永遠(yuǎn)不會(huì)成為鋰離子電池的競(jìng)爭(zhēng)對(duì)手。”

現(xiàn)有鋰離子電池的改進(jìn)也是一個(gè)挑戰(zhàn)，這些電池通常提供良好的儲(chǔ)能能力，但之前發(fā)現(xiàn)充電緩慢是一個(gè)限制。彭博社NEF分析師詹姆斯·弗里思（James Frith）說(shuō)，現(xiàn)在，一些電池技術(shù)提供了30分鐘的充電時(shí)間，包括大眾汽車(chē)集團(tuán)在內(nèi)的公司正致力于將這一時(shí)間縮短至約12分鐘。

超級(jí)電容器的支持者認(rèn)為堅(jiān)持下去是有價(jià)值的。與日本制紙合作的日本東北大學(xué)研究員福原三雄（Mikio Fukuhara）說(shuō)，能量密度已經(jīng)在改善，利用CNF，這些部件可以再向前邁進(jìn)一大步。

日本制紙石卷工廠的大型纖維素納米纖維生產(chǎn)設(shè)施 ▼

在3月份發(fā)表在《自然》雜志上的一篇論文中，包括福原三雄在內(nèi)的一組科學(xué)家提供了證據(jù)，證明使用CNF的超級(jí)電容器可以用于存儲(chǔ)大量電力，并有可能適合手持電子設(shè)備、交通工具和存儲(chǔ)可再生能源。

福原在電話中說(shuō)，早期的使用案例將是使用低電壓的設(shè)備，如智能手機(jī)或智能手表。在電動(dòng)汽車(chē)中部署超級(jí)電容器將是“終極應(yīng)用”，并需要另一套先進(jìn)技術(shù)，部分原因是汽車(chē)使用更高的電壓。

他說(shuō)：“它將在未來(lái)取代鋰離子電池，并成為拯救環(huán)境的決定性因素。對(duì)此我充滿信心。這將是另一場(chǎng)工業(yè)革命。”

一些競(jìng)爭(zhēng)者也很有信心，他們也在致力于開(kāi)發(fā)更好的超級(jí)電容器。韓國(guó)光州科技學(xué)院有機(jī)電化學(xué)和能源材料實(shí)驗(yàn)室的教授Yoo Seung Joon說(shuō)：“一旦開(kāi)發(fā)完成，該技術(shù)將被用于提高電動(dòng)汽車(chē)和儲(chǔ)能系統(tǒng)的容量和壽命。”

日本制紙也在尋求機(jī)會(huì)，增加對(duì)現(xiàn)有電池制造商的材料供應(yīng)，同時(shí)繼續(xù)開(kāi)發(fā)能夠與對(duì)手競(jìng)爭(zhēng)的技術(shù)。野澤在5月17日的采訪中說(shuō)，該公司已經(jīng)增加了至少一家頭部生產(chǎn)商作為客戶，并正在計(jì)劃在歐洲等增長(zhǎng)市場(chǎng)建立供應(yīng)中心。

“毫無(wú)疑問(wèn)，向電動(dòng)汽車(chē)的轉(zhuǎn)變將會(huì)加速。”他說(shuō)，“我們必須加入這股洪流。”

(責(zé)任編輯：子蕊)

文章標(biāo)簽：電池電池技術(shù) 造紙集團(tuán)

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