无需稀有金属的“木质电池”就快来了

无需稀有金属的“木质电池”就快来了 2021-12-27 15:45:27　　来源：36氪

日本制纸成功利用“木质电池”使灯泡发光。特点是利用木质原料，不使用供应紧张的稀有金属。虽然点亮灯泡的时间仅为约7秒钟，但今后将增加容量，力争到2023年度用于无人机，到2030年用于智能手机。还计划用于纯电动汽车。

把电压为3伏的小电灯泡点亮了约7秒钟

木质电池是使用从纸浆中提取的直径3纳米的“纤维素纳米纤维（CNF）”制作的蓄电体。加工为薄膜状，以铝箔夹住，形成电极。

2021年3月，日本制纸携手东北大学的福原干夫等人发现，利用CNF表面的凹凸处附着电子能蓄电的性质，实现充放电。与进行数百万次充放电也不劣化的电容器具有相同原理。

电极部分仅使用铝箔，不使用稀有金属

在此次的点灯实验中使用的是20平方厘米的采用CNF的电池，厚度为0.05毫米，重0.15克。小灯泡（电压为3伏，电流为0.025安培）点亮约7秒钟，显示蓄电性能的重量能量密度为每公斤约1.0瓦时。据称有时出现10瓦时的数值。如果单纯计算，相当于锂电池的200分之1和20分之1。

日本制纸计划2023年度制造出面向室内小型无人机的试制电池，力争2030年用于智能手机和小型家电，还考虑用于纯电动汽车。

新电池的关键是纤维素纳米纤维（CNF）

锂电池采用钴和镍等稀有金属。由于用于纯电动汽车的需求扩大，锂涨至每公斤约30美元，在1年里涨至2倍以上。钴也达到约2倍的每吨6万多美元。

从钴的产量来看，刚果民主共和国占世界的7成，镍则是中国占逾2成。随着纯电动汽车普及，从经济安全保障的角度出发，减少稀有金属的使用量成为课题。日本制纸的电池在心脏部位不使用稀有金属，能利用覆盖日本国土3分之2的森林。

纤维素纳米纤维被用于糖果和洗发液等的添加剂

CNF的主要用途是糖果和洗发液等的添加剂，用量有限。日本制纸计划到2030财年（截至2031年3月）使合并营业收入增至1.3万日元，比2020财年增加29％。其中，包括CNF在内的新材料等有望达到650亿日元。

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