Är brända risskal framtiden för batterier?

Forskare har visat att brända risskal kan bidra till en hållbar energiframtid. Det visar sig att korrekt bearbetad aska från risskal kan ge en kolform, som kan överträffa grafit i batteriapplikationer. Detta ”hårda kol” har en unik nanostruktur som gör att det kan lagra mer energi än grafit – den nuvarande standarden i litiumjonbatterier.

Hårt kol från bränt risskal

Forskare vid University of Michigan gjorde denna upptäckt genom att producera hårt kol genom förbränning av aska från risskal. Denna metod är mer hållbar och effektiv än traditionella metoder som kräver höga temperaturer och syrefria miljöer.

Dessutom skulle det kunna fungera som ett inhemskt alternativ till importerad grafit från Kina, vilket skulle minska beroendet av dem för att tillverka batterielektroder.

Aska från risskal består huvudsakligen av kiseldioxid (cirka 90 %) och kol (cirka 10 %).

Forskargruppen har utvecklat en metod för att utvinna kiseldioxid med hög renhet ur aska från risskal. ”När kiseldioxiden delvis avlägsnas från risskalsakan genom en process som kallas depolymerisering, är den återstående askan cirka 60%-70% kol”.

Hög lagringskapacitet

Under testningen visade det hårda kolet som härrör från risskalsaska överlägsen elektrokemisk prestanda än kommersiellt hårt kol och grafit. Detta tyder på att den kan användas som anod i litiumjonbatterier.

Hårda kolbatterier kan lagra betydligt mer energi än traditionella grafitbatterier.

Enligt pressmeddelandet kan ett gram grafit lagra cirka 370 milliamperetimmar (mAh) elektrisk energi. mAh är en vanlig enhet för att mäta batterikapacitet.

Å andra sidan kan kommersiellt hårt kol lagra cirka 500 mAh per gram.

Anmärkningsvärt är att hårt kol från riskskalen överträffar både kommersiellt hårt kol och grafit. Den erbjuder en lagringskapacitet som överstiger 700 mAh per gram, vilket är dubbelt så mycket som grafit.

Den nanoporösa strukturen förbättrar det hårda kolets litiumlagringskapacitet. Hårt kol från risskalsaska kan möta den ökande efterfrågan på batterier i elfordon och lagring av förnybar energi.

Denna innovativa teknik erbjuder en mer hållbar och kostnadseffektiv lösning som minskar både miljöpåverkan och produktionskostnader.

Resultaten har publicerats i tidskriften Advanced Sustainable Systems.