آیا لیگنین می تواند جایگزین مناسب کربن آلی در سوخت زیستی و فیبر کربن شود؟

لیگنین یکی از محصولات جانبی چوب و کاغذ است که به عنوان جایگزین کربن آلی می‌تواند در بسیاری چیزها از جمله باتری خودرو تا سوخت زیستی و فیبر کربن استفاده شود.

لیگنین ماده‌ای پایدار است که بین دیواره‌های سلولی گیاهان چوبی وجود دارد و یکی از محصولات جانبی صنعت کاغذ به شمار می‌رود. این ماده‌ی کمتر شناخته شده مدتی به عنوان جایگزینی بالقوه برای محصولات مبتنی بر کربن، از جمله فیبر کربن و آند باتری، موضوع تحقیق بوده است. به گزارش اتوکار، لیگنین می‌تواند در زمینه‌ی پایداری محیط زیست، تغییردهنده بازی باشد.

سال گذشته، ما لیگنین و کار انجام شده توسط شرکت فنلاندی استورا انسو (Stora Enso) و به طور جداگانه، امپریال کالج لندن را بررسی کردیم. داستان از آن زمان به بعد ادامه پیدا کرد و اخباری مبنی بر این‌که استورا انسو با نورث‌ولت (Northvolt)، شرکت اروپایی تامین‌کننده سلول‌های باتری و سیستم‌های مرتبط آن همکاری کرده است، ادامه یافت.

نورث‌ولت از مواد آند کربن سخت مبتنی بر لیگنین استورا انسو ملقب به لیگنود (Lignode)، برای تولید سلول‌های باتری و در نهایت باتری پایدار ساخته شده از مواد خام تهیه شده از جنگل‌های شمال اروپا استفاده خواهد کرد. هنگامی که باتری به تولید برسد، اولین باتری خواهد بود که به طور کامل از مواد اولیه اروپایی در مقیاس صنعتی ساخته می‌شود.

در سال ۲۰۱۵، استورا انسو یک کارگاه آزمایشی در کارخانه سانیلا (Sunila) خود در کوتکا فنلاند برای تولید لیگنین در مقیاس صنعتی تأسیس کرد. امروزه این کارخانه بزرگترین در نوع خود در جهان به شمار می‌رود و قادر به استخراج سالانه ۵۰،۰۰۰ تن لیگنین کرافت است که نام خود را از فرآیند «کرافت» برای تبدیل چوب به خمیر چوب گرفته است.

از آنجا که درختان از بین ۲۰ تا ۳۰ درصد لیگنین تشکیل شده‌اند، این ماده فراوان است. پس از استخراج، لیگنین را می‌توان برای استفاده در کاربردهای مختلف، از جمله آند باتری و الیاف کامپوزیت، طراحی کرد.

چند کاربرد بالقوه دیگر برای لیگنین در دنیای خودروها وجود دارد. توسعه‌دهنده سوخت زیستی رنفیول (Renfuel) در حال تولید یک روغن زیستی با نام لیگنول است که از لیگنین ساخته می‌شود و می‌تواند به بنزین زیستی و زیست دیزل تصفیه شود.

استفاده از سوخت‌های زیستی موثرترین راه برای کاهش میزان دی‌اکسیدکربن تولید شده توسط ناوگان خودروهای مجهز به پیشرانه احتراق داخلی موجود است که هنوز برای مدت طولانی در دسترس خواهند بود. رنفیول ادعا می‌کند که استفاده از لیگنول می‌تواند دی‌اکسیدکربن را تا ۹۰ درصد کاهش دهد و به طور کامل یا جزئی جایگزین روغن مبتنی بر سوخت فسیلی شود.

گفته می‌شود که چگالی انرژی لیگنول مانند نفت فسیلی است و همچنین عملکرد زمستانی بهتری نسبت به سوخت‌های الکلی مانند اتانول دارد. لیگنول همچنین می‌تواند با همان هزینه سوخت معمولی تولید شود.

همچنین از لیگنین برای تولید پلیمری پایدار به نام رنول استفاده می‌شود که می‌تواند با ترموپلاستیک‌های موجود ترکیب شود. در جاهای دیگر، پریما رینیویبل کامپوزیتس (Prima Renewable Composites) جایگزینی برای پلاستیک آکریلونیتریل بوتادین استایرن (که بیشتر به نام ABS شناخته شده و معمولاً در ساخت داخل خودرو استفاده می‌شود)، می‌سازد. ادعا می‌شود که مواد جایگزین نسبت به رزین‌های معمولی ABS دارای استحکام کششی بالاتر و مقاومت بهتر در برابر اشعه ماوراء بنفش نسبت به نمونه اصلی هستند.

استورا انسو همچنین ماده‌‌ای به نام لینئو (Lineo) تولید کرده است؛ چسبی که برای جایگزینی قیر مبتنی بر نفت خام مورد استفاده در ساخت آسفالت استفاده می‌شود. خوب است اگر فکر کنیم که لیگنین ممکن است روزی نه تنها در نحوه ساخت و تولید خودروها متحول شود، بلکه ردپای کربن جاده‌هایی را که در آن تردد می‌کنند، کاهش دهد.