Phụ phẩm từ giấy có thể thay đổi toàn bộ ngành công nghiệp xe hơi

Lignin là một vật liệu bền vững tồn tại giữa các thành tế bào của cây gỗ, đồng thời là một sản phẩm phụ trong quá trình sản xuất giấy.

Trước đây, những phụ phẩm như lignin không được các nhà khoa học trong lĩnh vực chế tạo pin xe điện chú ý tới. Thế nhưng trong những năm gần đây, tình thế đang dần đảo chiều.

Dù ít được biết đến, vật liệu này đã là đối tượng nghiên cứu như một chất thay thế tiềm năng cho các sản phẩm làm từ carbon như sợi carbon hay cực dương của pin. Về mặt bền vững, nó có thể trở thành một chất thay đổi hoàn toàn “cuộc chơi” xe điện.

Năm 2021, các nhà khoa học thuộc trường Đại học Hoàng gia London đã cùng với công ty Stora Enso nghiên cứu về loại chất lignin. Một thời gian ngắn sau đó, Stora Enso đã thiết lập quan hệ đối tác với Northvolt để đẩy nhanh quá trình nghiên cứu và sản xuất loại chất này.

Mục tiêu của cuối cùng của dự án là sử dụng lignin lấy từng những khu rừng tại Bắc Âu để sản xuất ra những tế bào pin bền vững.

Khi những tế bào pin sử dụng lignin được đưa vào sản xuất, chúng sẽ trở thành những hệ thống pin đầu tiên trên thế giới được làm hoàn toàn từ nguyên liệu thô của châu Âu ở quy mô công nghiệp.

Trở lại năm 2015, Stora Enso đã từng thành lập một dây chuyền thí điểm tại nhà máy Sunila của hãng (tại Kotka, Phần Lan) để sản xuất lignin. Ngày nay, nhà máy này thuộc dạng lớn nhất trên thế giới về công tác sản xuất lignin. Hằng năm, nhà máy có khả năng chiết xuất 50,000 tấn lignin kraft (cái tên “kraft” bắt nguồn từ tên quy trình biến gỗ thành bột gỗ).

Theo nghiên cứu của các nhà khoa học, hàm lượng lignin trong cây đạt khoảng từ 20 - 30%, do đó là một loại nguyên liệu dồi dào. Sau khi được chiết xuất, lignin được điều chỉnh để sử dụng trong các ứng dụng khác nhau như sợi composite hoặc cực dương của pin xe điện.

Ngoài là nguyên liệu cho pin xe điện, lignin còn là nguyên liệu quan trọng để chế tạo nhiên liệu sinh học. Cụ thể, Renfuel – một công ty phát triển nhiên liệu sinh học đến từ Thuỵ Điển đang sản xuất một loại dầu sinh học làm từ lignin có tên là Lignol.

Renfuel cho rằng hợp chất này có thể được tinh chế thành xăng và dầu diesel sinh học.

Sử dụng nhiên liệu sinh học là cách hiệu quả nhất để giảm lượng CO2 được tạo ra bởi các phương tiện sử dụng động cơ đốt trong. Renfuel tuyên bố việc sử dụng Lignol có thể giảm đến 90% lượng CO2 và có thể thay thế một phần hoặc hoàn toàn nhiên liệu hóa thạch.

Lignol được cho là có mật độ năng lượng tương tự như nhiên liệu hóa thạch và cũng có hiệu suất sử dụng trong mùa đông tốt hơn nhiên liệu cồn như ethanol. Đặc biệt, nó còn có thể được sản xuất với chi phí tương tự như nhiên liệu thông thường.

Lignin hiện còn được sử dụng để sản xuất một loại polyme bền vững – được gọi là Renol. Xu hướng trong tương lai sẽ là sử dụng nhựa có Renol để thay thế dần cho nhựa ABS (loại nhựa thường được sử dụng trong sản xuất nội thất xe hơi).

Vật liệu thay thế đã được khẳng định là cao cấp hơn so với nhựa ABS thông thường khi độ bền và khả năng chống tia UV đều tốt hơn.

Chưa dừng lại ở đó, lignin còn được Stora Enso sử dụng để sản xuất một loại vật liệu gọi là Lineo – một chất kết dính được sử dụng để thay thế bitum gốc dầu thô được sử dụng trong sản xuất nhựa đường.

Sẽ là vô cùng tuyệt vời nếu như sản phẩm này được thương mại hoá, vì nó sẽ giúp chúng ta tạo ra những con đường thân thiện với môi trường.

Những ứng dụng của lignin được kỳ vọng sẽ thay đổi hoàn toàn cách chế tạo và sản xuất của ngành công nghiệp xe hơi, từ đó con người có thể sớm tìm ra lối thoát cho vấn đề xanh hóa toàn ngành.