日本制纸公司计划采用木材生产超级电容器取代电动汽车锂离子电池-电子工程世界

用树木开发电动汽车新电池这一想法受到许多科学家的质疑。但日本一家造纸商决心尝试研发该技术。据外媒报道，日本制纸工业公司（Nippon Paper Industries Co）致力于在纤维素纳米纤维的使用方面取得新突破，目的是制造出比现有电池能够存储和释放更多能量的电容器，从而大大提高性能，并减少对环境的影响。其中，纤维素纳米纤维是通过将木浆精制至百分之一微米或更小的尺寸而生产出的材料，目前用于纸尿裤或食品添加剂等产品中。

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（图片来源：日本制纸工业公司）

日本制纸工业公司首席执行官Toru Nozawa表示：“我们必须加快与其他公司的合作，以找到实际用途。基于纤维素纳米纤维或CNF（纳米碳纤维）的超级电容器可用于锂离子电池应用领域，例如汽车和智能手机。”

超级电容器将无质量的电子保持在电场中，而电池则以化学形式存储能量。该差异表明超级电容器非常适合提供短暂而强烈的能量爆发（如相机闪光灯的爆裂声），但其存储容量仅为锂离子电池的一小部分。

几十年来，超级电容器在特殊应用领域中发挥着重要作用，例如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，或某些混合动力和插电式汽车的再生制动。此外，该公司还提出承诺，推出储能系统，不仅可以大大缩短充电时间并降低安全风险，还可实现对钴或镍等贵重金属的依赖为零。

行业顾问Sam Jaffe表示：“超级电容器作为技术而持续发展仍然具有巨大潜力，但与电池相比，它们处于完全不同的技术领域，因此，超级电容器和锂离子电池永远不会成为竞争对手。”与日本制纸工业公司合作的东北大学研究员Mikio Fukuhara称，能量密度已得到提高。而通过使用CNF，该组件还可取得重大进步。

在期刊《Nature》3月份的一篇论文中，Fukuhara等科学家证明使用CNF的超级电容器可用于存储大量电力，并可适用于手持式电子产品、运输和可再生能源的存储。Fukuhara称，早期的使用案例中使用的是低电压设备，例如智能手机或手表。而在电动汽车中部署超级电容器将是“最终的应用”。因此，电容器还需要在其他方面取得进步，部分原因是汽车会使用到高电压。

Fukuhara表示：“我有信心超级电容器将在未来取代锂离子电池，并将成为保护环境的决定性因素，引导全新的工业革命。””即使是其他项目的超级电容器开发竞争对手对此也十分有信心。韩国光州科技学院有机电化学与能源材料实验室Yoo Seung Joon教授表示：“开发完成后，该技术将用于提高电动汽车和储能系统的容量和使用寿命。”

日本制纸工业公司也在寻求发展机会，向现有电池制造商提供材料的同时，继续开发竞争对手的技术。Nozawa表示，该公司已拥有至少一家领先生产商作为客户，并考虑在欧洲等新兴市场建立供应中心。Nozawa称：“电动汽车发展必然会加速，因此我们必须紧跟发展潮流。”

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