Naukowiec z Krakowa chce zrobić baterię z ziemniaków. Jego odkrycie może dokonać cudów

Krakowski naukowiec twierdzi, że skrobię można modyfikować na wiele sposobów.
Krakowski naukowiec twierdzi, że skrobię można modyfikować na wiele sposobów. 123rf/zdjęcie seryjne
Węgiel nie dość, że jest źródłem „brudnej” energii to jeszcze jego zasoby są ograniczone. A wraz z dalszym galopującym rozwojem nowych technologii może ich definitywnie zabraknąć. Stąd próby zwiększania pojemności używanych we współczesnych urządzeniach baterii oraz znajdowania alternatywnych surowców do ich produkcji. Badaczom z Uniwersytetu Jagiellońskiego udało się znaleźć takie perpetuum mobile.

– W zasadzie moglibyśmy wygospodarować potrzebną nam skrobię z ziemniaków – śmieje się dr hab. Marcin Molenda z Zakładu Technologii Chemicznej Wydziału Chemii UJ. – Mielibyśmy po prostu wykonać kilka dodatkowych modyfikacji – dodaje. Dzieje się tak dlatego, że skrobia jest w gruncie rzeczy mieszaniną rozmaitych substancji. Ich składem i proporcjami można manipulować w taki sposób, by uzyskać określony rodzaj węgla.

Po co nam węgiel? Z prostej przyczyny – w produkcji baterii, czy też w naukowym żargonie: ogniw, liczą się dziś dwa „surowce”. Pierwszym jest tlenek litowo-kobaltowy, z którego wykonywane są katody (a jego pozyskanie wiąże się z wieloma kontrowersjami, choćby z uwagi na to, że pokaźne złoża kobaltu znajdują się w niespokojnych krajach Afryki). Drugim jest grafit – minerał, będący odmianą węgla, dziś dostarczany przede wszystkim przez Indie. Z niego powstają anody.
Inżynierowie na całym świecie już dziś próbują znaleźć alternatywy dla tych substancji. Marcinowi Molendzie – oraz współpracującym z nim dr Michałowi Świętosławskiemu i dr Monice Bakierskiej – udało się taka alternatywę znaleźć.

– Generalnie, przyświecającą nam ideą było wykorzystanie surowców odnawialnych. W tym momencie 90 proc. wykorzystywanych do produkcji anod materiałów ma pochodzenie kopalne. A to surowce nieodnawialne – podkreśla badacz z Krakowa. – Jeżeli w grę wchodzi duża skala produkcji, musimy szukać czegoś takiego, co nas uniezależni od cen na rynkach światowych, co pozwoli zaspokajać potrzeby we własnym zakresie – dodaje.

Oparte na modyfikowaniu skrobi rozwiązanie pozwala w stosunkowo prosty sposób sterować końcowymi parametrami produktu. Skrobia – jako cukier złożony – ma dużą zawartość węgla. Żeby uzyskać jednak pożądany efekt, trzeba ją zmodyfikować. Proces zaczyna się od zmieszania skrobi z wodą, przy jednoczesnym podgrzaniu takiej mieszanki. W efekcie powstaje kleik, który naukowcy z UJ nazywają hydrożelem. Woda jest następnie wywabiana przy pomocy alkoholu, co pozwala uniknąć np. zapadnięcia się struktury uzyskanego wcześniej kleiku („wyschnięcia”, powiedzielibyśmy w uproszczeniu). W ten sposób powstaje alkożel. A ten z kolei trafia do pieca, gdzie bez tlenu – za to w wysokiej temperaturze – powstaje karbożel.
– Od wielu lat zajmujemy się w Zakładzie kompozytami węglowymi, więc mamy rozwiązania odnośnie wytwarzania takich kompozytów – mówi nam dr Molenda. – Każda substancja organiczna, jeżeli poddać ją obróbce termicznej, w beztlenowych warunkach zamieni się w węgiel. Nam pozostaje szukać rozwiązań, pozwalających kontrolować właściwości materiału końcowego – podsumowuje.

Rozwiązanie jest dziś w fazie laboratoryjnej: elektroda, którą krakowscy badacze zbudowali w oparciu o nowy materiał okazała się bardziej efektywna od grafitu. – Z punktu widzenia odbiorcy końcowego, użytkownika laptopa czy auta elektrycznego, zawsze będzie chodzić o czas pracy, większą pojemność i niezawodność. Dotychczas przeprowadzone badania pokazują, że te parametry mogą być docelowo nawet o kilkanaście procent lepsze niż w przypadku aktualnie stosowanych węgli – tłumaczy Molenda. Ale kluczowa pozostaje kwestia zrównoważonego pozyskiwania surowców do ogniw oraz dostępności ich zasobów. Ów wspomniany na wstępie ziemniak mógłby się zatem stać symbolem energetycznej samowystarczalności.

– Dokonaliśmy już koniecznych zgłoszeń patentowych – mówi Molenda. Stopniowo autorzy nowej technologii chcą rejestrować kolejne patenty w skali międzynarodowej. – Musimy przejść odpowiednią, niespiesznie się toczącą procedurę, żeby mieć zapewnione bezpieczeństwo na rynkach – kwituje.
Ale do wdrożenia współopartych na skrobi technologii jeszcze „kawał drogi”. Obecnie wciąż trwają testy laboratoryjne, jeżeli ich rezultaty będą nadal zachęcające – pozostanie znaleźć partnera przemysłowego. Naukowcy z Zakładu Technologii Chemicznej są na to przygotowani: na rynku już jest obecny założony przez nich start-up, MarCelL i Adv Tech Sp. z o.o. (założony dla komercjalizacji wcześniej opracowanego przez Molendę i resztę zespołu rozwiązania, dotyczącego – dla odmiany – katod).

Badacze nie mają jednak zamiaru zbytnio się spieszyć. - Rynek docelowy jest bardzo duży. W związku z czym, niczego nie wdraża się od razu. Najpierw trzeba technologię zweryfikować i doprowadzić do odpowiedniego poziomu – zastrzega. Ale o to chyba nie ma obaw. „Potencjał intelektualny spółki wynika z zaangażowania wysoko wyspecjalizowanej kadry naukowej, która posiada 35-letnie doświadczenie badawcze (...)” - piszą przedstawiciele spółki w swoim materiale firmowym. Potencjał firmy „pozwala na szybką identyfikację rozwiązań o potencjale komercyjnym mogącym skutkować przewagą konkurencyjną”. Oby.

POLUB NAS NA FACEBOOKU

Trwa ładowanie komentarzy...