造纸集团利用树木开发电池？这个跨界跨得有点大

撰文/ 朱 琳
编辑/ 涂彦平
设计/ 赵昊然
来源/ Bloomberg，作者：Shiho Takezawa、Grace Huang

这是一个潜在的技术飞跃，大多数科学家对此仍持怀疑态度，但一家日本造纸商决心追求这一技术：利用树木开发电动汽车锂离子电池的继任产品。

日本制纸集团株式会社正致力于在纤维素纳米纤维（cellulose nanofibers，简称CNF）的使用方面取得新的突破。这种材料是将木浆精炼到百分之一微米或更小，目前用于纸尿裤或食品添加剂等产品。他们的目标是创造一种超级电容器，与现有的电池相比，这种电容器可以大大改善性能，并减少对环境的影响。

日本制纸株式会社社长野泽彻（Toru Nozawa）在接受采访时表示：“我们必须加快与其他公司的合作，以找到实际用途。”

这种基于CNF的超级电容器可以“应用于使用锂离子电池的领域，比如汽车和智能手机”。该公司的目标是在2025年大阪世博会上展示一个试点储能系统，并在10年后将该技术完全商业化。

日本制纸集团株式会社社长野泽彻 ▼

超级电容器在电场中持有无质量的电子，而电池则以化学形式储存能量。这种差异意味着前者是提供短暂而强烈能量爆发的理想选择——就像相机闪光灯那样——但其存储容量只有锂离子电池的一小部分。

几十年来，超级电容器在利基应用中占有一席之地，用于笔记本电脑的内存备份系统、风力涡轮机马达的变桨控制，或用于一些混合动力和插电式汽车的再生制动。它们还带来了一个长期未实现的承诺，那就是大大缩短充电时间，减少安全风险，不依赖钴或镍等昂贵的金属。

“超级电容器有很多机会作为一项技术继续发展，但它们与电池处于完全不同的技术领域。”科罗拉多州博尔德的凯恩能源研究顾问公司的董事总经理萨姆·贾菲（Sam Jaffe）说。“超级电容器现在不是，将来也永远不会成为锂离子电池的竞争对手。”

现有锂离子电池的改进也是一个挑战，这些电池通常提供良好的储能能力，但之前发现充电缓慢是一个限制。彭博社NEF分析师詹姆斯·弗里思（James Frith）说，现在，一些电池技术提供了30分钟的充电时间，包括大众汽车集团在内的公司正致力于将这一时间缩短至约12分钟。

超级电容器的支持者认为坚持下去是有价值的。与日本制纸合作的日本东北大学研究员福原三雄（Mikio Fukuhara）说，能量密度已经在改善，利用CNF，这些部件可以再向前迈进一大步。

日本制纸石卷工厂的大型纤维素纳米纤维生产设施 ▼

在3月份发表在《自然》杂志上的一篇论文中，包括福原三雄在内的一组科学家提供了证据，证明使用CNF的超级电容器可以用于存储大量电力，并有可能适合手持电子设备、交通工具和存储可再生能源。

福原在电话中说，早期的使用案例将是使用低电压的设备，如智能手机或智能手表。在电动汽车中部署超级电容器将是“终极应用”，并需要另一套先进技术，部分原因是汽车使用更高的电压。

他说：“它将在未来取代锂离子电池，并成为拯救环境的决定性因素。对此我充满信心。这将是另一场工业革命。”

一些竞争者也很有信心，他们也在致力于开发更好的超级电容器。韩国光州科技学院有机电化学和能源材料实验室的教授Yoo Seung Joon说：“一旦开发完成，该技术将被用于提高电动汽车和储能系统的容量和寿命。”

日本制纸也在寻求机会，增加对现有电池制造商的材料供应，同时继续开发能够与对手竞争的技术。野泽在5月17日的采访中说，该公司已经增加了至少一家头部生产商作为客户，并正在计划在欧洲等增长市场建立供应中心。

“毫无疑问，向电动汽车的转变将会加速。”他说，“我们必须加入这股洪流。”