W obliczu zaostrzającego się kryzysu energetycznego na świecie, na który składa się ograniczony dostęp do zasobów surowców krytycznych takich jak lit czy naturalny grafit, zapotrzebowanie na innowacyjne i bezpieczne dla środowiska systemy magazynowania energii wzrasta na skalę światową.
W zgodzie z podstawowymi założeniami gospodarki zamkniętej projekt CAFFEINE ma na celu zbadać proces przekształcania odpadów z kawy oraz ligniny w materiały elektrodowe wykorzystywane w systemach magazynowania energii tj. superkondensatory. W ten sposób prowadzone badania przyczynią się do rozwiązania dwóch kwestii istotnych z punktu widzenia ekologii: utylizacji odpadów oraz magazynowania energii.
Fusy z kawy, produkowane w znacznych ilościach w związku z dużą popularnością tego napoju, oraz lignina będą poddane karbonizacji oraz procesowi aktywacji. Badania dadzą odpowiedzi na kilka pytań wykraczających poza aktualny stan wiedzy. Po pierwsze, jakie są optymalne właściwości fizykochemiczne fusów z kawy i ligniny pozwalające na osiągnięcie najwyższej wydajności elektrochemicznej. Po drugie, jak najlepiej chemicznie modyfikować fusy zwiększając ich wydajność jako materiałów elektrodowych, i po trzecie - jakie są mechanizmy przechowywania ładunku w urządzeniach magazynujących energię bazujących na fusach i ligninie.
Zadaniem zespołu z Wydziału Technologii i Inżynierii Chemicznej ZUT w Szczecinie, którym kieruje dr hab. Xuecheng Chen, jest przygotowanie węgla aktywnego z fusów kawowych jako materiałów elektrodowych oraz opracowanie charakterystyki produkowanego węgla aktywnego. Również badania elektrochemiczne w zaprojektowanych magazynach energii będą prowadzone na szczecińskiej uczelni.
Prof. Chen w pełni zgadza się ze stwierdzeniem, że „wszystko co może być zelektryfikowane, będzie zelektryfikowane”, przez co znaczenie urządzeń do magazynowania energii rośnie. Energia elektryczna może być produkowana przez wiatr, energię słoneczną lub elektrownie jądrowe. Jednak, zdaniem profesora, niezależnie od źródła energii superkondensator i baterie wydają się być najlepszą opcją dla jej magazynowania.
Kluczowym elementem superkondensatora i baterii są materiały elektrodowe, a fusy z kawy są jedną z wielu opcji pozyskiwania węgla aktywnego. W opinii prof. Chena przemysłowe wykorzystanie opracowywanej metody jest całkiem realne, choć oczywiście zależy od zainteresowania inwestorów i rządowego wsparcia. Jeśli pomysł wykorzystania fusów zyska przychylność przedsiębiorców możemy oczekiwać zastosowania tej technologii w naszym codziennym życiu w ciągu najbliższych lat.
Fot. Kamila Kozioł/ZUT
