Nachhaltige Batterien auf Holzbasis

Das schwedisch-finnische Unternehmen Stora Enso und das schwedische Unternehmen Northvolt haben sich zusammengeschlossen, um eine Batterie auf Ligninbasis herzustellen. Lignin ist ein Biopolymer, das in den Zellen von mehrjährigen Pflanzen synthetisiert wird. Es sorgt für die Verholzung der Zellen und somit für die Festigkeit von Holz.

Dadurch, dass Bäume zu 20 bis 30 % aus Lignin bestehen, ist dies eine der meist verfügbaren erneuerbaren Kohlenstoffquellen. Es wird geschätzt, dass aktuell etwa 50 Millionen Tonnen Lignin als Abfallprodukt bei der Herstellung von Papier anfallen. Daraus könnten rund 20 Millionen Tonnen harter Kohlenstoff hergestellt werden.

Während das Abfallprodukt Lignin bisher einfach oft verbrannt wurde, wird daraus seit 2021 von Stora Enso Hartkohlenstoff mit dem Namen Lignode hergestellt. Der Hartkohlenstoff kann Graphit als Anodenmaterial in Lithium-Ionen-Akkus vollständig ersetzen. Größtenteils wird Graphit unter nicht akzeptablen ökologischen Bedingungen in China und Afrika abgebaut. Darüber hinaus kann Graphit aufgrund seiner Struktur nur langsam geladen werden und auch die Zuverlässigkeit und Sicherheit lassen unter verschiedenen Bedingungen nach.

Anders als Graphit hat harter Kohlenstoff eine unregelmäßige Struktur mit vielen Poren, die für mehr Volumen sorgt. Dadurch sind Akkus mit hartem Kohlenstoff deutlich größer als Akkus mit einer Anode aus Graphit. Durch das größere Volumen können Akkus mit hartem Kohlenstoff – dies ist abhängig von verschiedenen Faktoren – theoretisch aber auch mehr Lithium aufnehmen als Akkus auf Graphitbasis. Hinzu kommt der Vorteil, dass der Ladevorgang von Akkus mit Lignode schneller abgeschlossen ist, da die Ionen schneller in die unregelmäßigen Strukturen eindringen und sich dort schneller bewegen können. Ebenso sind die Akkus schwer entflammbar und funktionieren auch bei hoher Kälte. Genaue Leistungsangaben wurden von den beiden Unternehmen derzeit noch nicht bekannt gegeben.

Die beiden Unternehmen bilden eine vielversprechende Batteriepartnerschaft. Stora Enso stellt das Anodenmaterial Lignode zur Verfügung, Northvolt treibt hingegen die Entwicklung der Produktion, das Zelldesign und die Skalierung der Technologie voran.

Emma Nehrenheim, Chief Environmental Officer, sagt: „Mit dieser Partnerschaft erschließen wir eine neue Quelle für nachhaltige Rohstoffe und erweitern die europäische Batterie-Wertschöpfungskette, während wir gleichzeitig eine kostengünstigere Batteriechemie entwickeln. Dies ist ein spannendes Beispiel dafür, wie unser Streben nach einer nachhaltigen Batterieindustrie Hand in Hand mit der Schaffung positiver Auswirkungen auf die Gesellschaft und die Kosten geht.“

Auch Johanna Hagelberg, Executive Vice President für Biomaterialien bei Stora Enso, ist von dem Projekt überzeugt: „Die gemeinsame Batterieentwicklung mit Northvolt ist ein weiterer Schritt auf unserem Weg, den schnell wachsenden Batteriemarkt mit erneuerbaren Anodenmaterialien aus Bäumen zu bedienen [...] und den Bedarf an nachhaltigen Batterien für Anwendungen von der Mobilität bis zur stationären Energiespeicherung zu decken.“

Quelle: elektronikpraxis.vogel.de, Maria Beyer-Fistrich, 08.08.2022
Bild: Stora Enso