Batterij zonder metaal.
Wetenschappers maken goedkope, niet-metalen, duurzame batterij uit boomschors.
Moeder Natuur zal nooit ophouden te verbazen, met haar schijnbaar eindeloze lijst van natuurlijke energiebronnen die gewoon wachten om te worden aangeboord. De vele bronnen van natuurlijke energie komen meestal uit het plantenleven in één van zijn vele iteraties.
Onderzoekers van de Northeastern University in Boston hebben nu ontdekt dat een mogelijke bron voor goedkope, duurzame batterijen kan worden verkregen uit niets minder dan tannine, van nature overvloedig aanwezig in boomschors. Hoewel tannine vaak wordt aangetroffen in thee en wijn, is het veelbelovend gebleken voor gebruik in een voordelige maar krachtige batterij die in de toekomst veel toepassingen zou kunnen vinden.
De overvloed is de belangrijkste reden waarom onderzoekers nu overwegen om tannine te gebruiken voor een nieuw type batterij. Ter referentie, boomschors bevat ongeveer 15 procent tannine op basis van zijn gewicht. Tannine blijkt ook een hoog gehalte aan fenol te herbergen - het hoogste fenolgehalte van alle polymeren die in levende organismen wordt aangetroffen - wat cruciaal is omdat het kan dienen als primair ladingopslagmechanisme van één op tannine gebaseerde batterij. Dit alles maakt tannine een uitstekende keuze voor een goedkope metaalvrije batterij.
Details van het onderzoek naar de tannine batterij.
Het onderzoek naar het gebruik van tannine werd geleid door Hongli Zhu van de 'Northeastern University' in Boston, samen met Alolika Mukhopadhyay, een Ph.D. student als hoofdauteur, en co-auteurs van het 'National Renewable Energy Laboratory' in Golden, Colorado. Hun bevindingen zijn gepubliceerd in een artikel getiteld 'Heavy Metal-Free Tannin from Bark for Sustainable Energy Storage', dat verscheen in een recent nummer van Nano Letters.
Volgens Zhu is tannine een perfecte kandidaat voor een nieuw type batterij kathode, alleen omdat het zo overvloedig voorkomt in de natuur. "Het grootste voordeel van het gebruik van hernieuwbare polymeertannine is dat de natuur een enorme hoeveelheid ervan produceert, die kan worden gewonnen uit onderbenutte schors met minimale kosten en inspanningen," legde Zhu uit. "De redox-actieve fenolhydroxylgroepen van tannines zijn meer dan 5000 keer hoger dan lignine, dat eerder werd beschouwd als het meest veelbelovende biopolymeer voor elektrochemische energieopslag. Vanwege het significante laag moleculegewicht en het extreem hoog gehalte aan fenolhydroxyl van tannine, vertoont het interpenetrerende netwerk van tannines en polypyrrolen uitstekende elektrochemische prestaties. We denken dat tannine de nieuwe kampioen wordt van natuurlijk voorkomende redox-actieve biopolymeren."
In de loop van hun studie, konden de onderzoekers verschillende soorten tannines testen, zoals de "ellagitannine” die uit de schors van een kastanjeboom komt. Ze zeggen dat het kan worden gebruikt om kathodes te maken voor een batterij met een hoog prestatieniveau, met een grote capaciteit en een hoge energiedichtheid. Dit zou een grote stap vooruit betekenen van de huidige normen die lithiummetaal als primair materiaal gebruiken.
Potentiële voordelen.
Hoewel de experts verschillende mate van succes hebben bereikt, is er een enorm potentieel voordeel voor het gebruik van een hernieuwbare bron zoals tannine. En het is niet het enig plantaardige materiaal dat veelbelovend is als alternatief batterijmateriaal.
Er is ook nog lignine, een biopolymeer dat ook uitgebreid is bestudeerd door de onderzoekers en dat zich binnen de celwanden van planten bevindt. Als wetenschappers een manier kunnen vinden om dit te bewerken tot een materiaal met betere stabiliteit en veiliger prestaties, zal de wereld wellicht veel dichter komen bij een nieuwe goedkope natuurlijke energiebron.
Oorspronkelijk artikel:”Scientists create cheap, non-metallic, sustainable battery from tree bark”, Thursday, December 28, 2017 by: David Williams, Natural News.

