Лигнин — это стенки растительных клеток. Они составляют около 25% массы древесины. И это главный побочный продукт при производстве целлюлозы и бумаги. Сейчас лигнин используется очень ограниченно — в изготовлении ДСП, фанеры, как удобрение или топливо. Но нередко для экономии его просто складируют в огромных количествах. Например, на берегах Байкала от закрытого БЦБК осталось около 6,5 млн тонн шлам-лигнина. Как пишет Science Daily, шведские ученые нашли возможность использовать это вещество вместо водорода для получения энергии в топливных элементах — технологии, которая конкурирует с электродвигателями в автомобилях будущего.
Лигнин состоит из связанных ароматических полимеров. В Линчепингском университете нашли способ использовать в топливных элементах один из них — катехол, который составляет до 7% массы вещества. Группа во главе с профессором химии Ксавьером Криспином получила из катехола электричество в ходе реакции, использовав в качестве электрода распространенный композитный полимер PEDOT: PSS. Он же выступил и катализатором реакции.
Science Daily отмечает, что реакция вышла сложнее, чем в традиционных топливных элементах, где энергию получают при окислении водорода и превращении его в воду. Зато при использовании катехола электричество можно вырабатывать с нулевыми выбросами углекислого газа. Сейчас 96% водорода в мире получают из невозобновляемых источников, а углекислый газ — непременный побочный продукт производства. Топливные элементы также могут работать на этаноле или метаноле, но это требует использования дорогостоящих электродов из платины.
Профессор Криспин утверждает, что предлагаемая технология позволяет получать электричество дешево и в больших количествах: «Когда в топливном элементе используют топливо наподобие этанола, обычно утверждают, что это никак не воздействует на внешнюю среду, так как углекислый газ — естественная часть круговорота веществ. То есть этанол считается „зеленым“ топливом.
А сейчас мы можем получать электричество вообще без выбросов углекислого газа, что делает наше топливо «суперзеленым».
По его данным, уже в первых опытах такой метод получения электричества показал КПД, сравнимый с топливными ячейками на этаноле.
Следующий этап — улучшение и оптимизация работы «древесного» элемента. Впрочем, традиционные технологии электролиза тоже развиваются: так, специалисты из Японии смогли использовать для электродов структуру на основе графена, что сделает реакцию по получению водорода из воды дешевле и эффективнее.
