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Was wäre, wenn Sie Graphit-Kohlenstoff in Lithium-Ionen-Batterien durch etwas Nachhaltigeres ersetzen könnten? Etwas, das aus Bäumen hergestellt wird? Lignode® by Stora Enso ist ein Hartkohlenstoff, der eine biobasierte Alternative ist und aus Lignin hergestellt wird – einem vorhandenen Nebenprodukt aus der Produktion von Zellulosefasern. Lignin ist erneuerbar, hat eine nachvollziehbare Herkunft, und es werden bereits Millionen Tonnen in Europa produziert, was dem rasch wachsenden Batteriegeschäft ermöglicht, nachhaltiger zu werden.
Es ist notwendig, die Batterietechnologie zu revolutionieren, um den Bedarf an Energiespeicherung in einer elektrifizierten Zukunft nachhaltig zu decken. Es wird erwartet, dass sich der Batteriemarkt in den nächsten zehn Jahren verzehnfachen wird. Deshalb ist es angesichts der zunehmenden Nachfrage nach Elektrifizierung und des steigenden Lebensstandards unerlässlich, neue und smartere Technologien für die Zukunft zu finden.
Eine der Herausforderungen der Lithium-Ionen-Batterien von heute ist die Verwendung von Graphit. Graphit ist ein fossiler Kohlenstoff, der entweder abgebaut oder aus anderen Materialien fossilen Ursprungs hergestellt wird. Die Gewinnung im Bergbau findet zudem häufig unter Bedingungen statt, die nicht zufriedenstellend sind und mit sozialen und ökologischen Folgen einhergehen.
Deshalb haben wir uns bei Stora Enso der Aufgabe verschrieben, eine Lösung zu erarbeiten, bei der Graphit durch Hartkohlenstoff aus Lignin ersetzt wird.
Entwickeln Sie gemeinsam mit uns die Batterien von morgen!
Bäume bestehen zu 20–30 % aus Lignin, das in ihnen als Bindemittel fungiert und dem Holz seine Steifigkeit und Verrottungsfestigkeit verleiht. Es ist eine der größten erneuerbaren Kohlenstoffquellen weltweit.
Als Nebenstrom in der Produktion von Zellulosefasern ist es eine der größten erneuerbaren Kohlenstoffquellen weltweit. Nebenströme wie Lignin werden meist zur Energieerzeugung verbrannt. Folglich sorgen wir durch die Verarbeitung zu Hartkohlenstoff dafür, dass ein größerer Teil des Baums sinnvoll genutzt wird.
Lignin (Stora Enso)
Während der Produktion von Zellulosefasern wird Lignin vom Holz getrennt.
Hartkohlenstoffpulver (Stora Enso)
Das Lignin wird zu einem feinen Kohlenstoffpulver veredelt, das als aktives Material für die negative Anode der Lithium-Ionen-Batterie dient.
Hartkohlenstoff-Elektrode
Danach werden aus dem Hartkohlenstoffpulver Elektrodenplatten und -rollen hergestellt.
Batterie
Die Hartkohlenstoff-Elektroden werden schließlich mit positiven Elektroden, Separator, Elektrolyt und weiteren Komponenten zu einer Lithium-Ionen-Batterie zusammengefügt.
Eine Lithium-Ionen-Batterie besteht aus einer positiven Elektrode – der Kathode – und einer negativen Elektrode, die als Anode bezeichnet wird. Wenn eine Batterie geladen wird, bewegen sich Lithium-Ionen von der Kathode zur Anode, wo sie im Kohlenstoff eingelagert werden, bis die Batterie entladen wird, was bei der Nutzung Ihres elektrischen Gerätes geschieht.
Als Material in der Anode wird heute häufig Graphit-Kohlenstoff verwendet – ein Material mit geschichteter Struktur, bei dem die Ladezeiten lang ausfallen können. Wir können diesen Graphit fossilen Ursprungs durch Hartkohlenstoff aus Bäumen ersetzen, was sowohl technische als auch ökologische Vorteile mit sich bringt.
Schon jetzt ein skalierbares Modell für die kommerzielle Produktion
Erneuerbar
Ein skalierbares, erneuerbares Material aus Europa
Der wachsende Batteriemarkt hat einen Bedarf an hochwertigen und preislich attraktiven Materialien. Hartkohlenstoff aus Lignin ist gut verfügbar und kann Anodenmaterialien fossilen Ursprungs ersetzen, deren Angebot oft begrenzt ist. Er ist eine rationale und skalierbare Möglichkeit, um auf einen erneuerbaren Rohstoff umzustellen, der in Europa verfügbar ist.
Das Werk Sunila in Finnland ist der größte Lignin-Produzent der Welt
Die Produktionskapazität für Kraft-Lignin in Stora Ensos Werk Sunila beträgt 50.000 Tonnen im Jahr. Lignin wird dort seit 2015 in industriellem Maßstab produziert, und das Werk stellt darüber hinaus 375.000 Tonnen Zellstoff her. Kürzlich wurde es durch eine Pilotanlage ergänzt, in der wir Lignin zu Hartkohlenstoff verarbeiten.
