Nanolâminas de carbono de cânhamo prometem revolucionar tecnologia de armazenamento de energia

9 dezembro, 2021

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Fotografia mostra duas mãos unidas em forma de concha e sustentando várias pilhas de diversas cores e baterias e três pequenas folhas de cânhamo sobrepostas, em fundo branco. Imagem: Global Hemp Association.

As nanolâminas de carbono à base de cânhamo são revolucionárias, não apenas por seu custo-benefício e disponibilidade em comparação com o grafeno, mas por causa de seu potencial de mercado e serem uma fonte de energia renovável e limpa. As informações são do Cannabis Tech, com tradução Smoke Buddies

Engenheiros biomoleculares descobriram que o cânhamo pode ser convertido em materiais de bateria, especificamente nanolâminas e supercapacitores de carbono, e está sendo explorado como uma fonte de energia limpa, verde e renovável. Grupos pioneiros neste campo receberam doações consideráveis ​​para se concentrar na utilização de cânhamo para supercapacitores e nanolâminas de carbono para substituir o grafeno, um material mais amplamente conhecido em supercapacitores, mas de produção mais cara.

A inovação do supercapacitor vem da recente descoberta da fibra de cânhamo — a fibra que sobra do processamento de cânhamo, agora usada como um eletrodo altamente eficiente. Os supercapacitores são semelhantes às baterias típicas, com a função principal de armazenar e descarregar eletricidade. A principal diferença entre baterias e supercapacitores é que os supercapacitores têm densidade de potência mais alta, permitindo que liberem energia mais rapidamente, sejam recarregados mais rapidamente, garantam mais ciclos de carga e funcionem com mais segurança em temperaturas extremas. Essas habilidades permitem que os supercapacitores sejam componentes críticos de tecnologias mais avançadas e emergentes, como carros elétricos, caminhões, trens e turbinas eólicas, que suavizam a energia intermitente da energia eólica.

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Energia renovável supercarregada

Com o impulso global em direção à energia renovável, as nanolâminas de carbono à base de cânhamo são revolucionárias, não apenas por seu custo-benefício e disponibilidade em comparação com o grafeno mais popular, mas por causa de seu potencial de mercado de massa. O cânhamo é muito ecologicamente correto e sustentável, sendo fácil de cultivar e historicamente utilizado em muitas coisas, como fonte de alimento, corda e têxteis.

Em contraste, o grafeno como material de nanolâmina de carbono é monumentalmente mais caro, exigindo a mineração de grafite que tem causado extensos alertas de poluição em muitas áreas do mundo, incluindo muitas províncias rurais na China e na Índia. Além disso, os produtos químicos usados ​​na mineração de grafite são tóxicos e extremamente prejudiciais para as pessoas que estão processando o material.

Clínica Gravital

A aplicação das nanolâminas de carbono em si é derivada do aquecimento das fibras do líber do cânhamo por 24 horas, permitindo que as nanolâminas descasquem das fibras. Esse é um cenário ideal de produção, visto que essas fibras são consideradas resíduos, o que a maioria dos fabricantes considera um subproduto.

Espera-se que as nanolâminas de carbono derivadas do cânhamo sejam usadas em aplicações muito mais amplas do que os supercapacitores, incluindo purificação de água e ar. O professor David Mitlin, da Universidade de Clarkson, disse que planeja que o negócio tenha “desempenho de grafeno a preços de carvão ativado”. A lucratividade das nanolâminas de carbono do cânhamo não se limita apenas aos fabricantes, mas também aos agricultores, pois seus resíduos podem ser convertidos em uma fonte renovável de energia.

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Pesquisa para o potencial da bateria de cânhamo

Sob a supervisão de Mitlin, alguns supercapacitores à base de cânhamo foram testados para produzir até 12 watts-hora por quilograma, superando os modelos comerciais atuais por um fator de 2 a 3 e operando sob temperaturas de congelamento de até 200 graus Fahrenheit (93,3 °C). Embora as nanolâminas de carbono do cânhamo não possam fazer tudo o que o grafeno faz, é reconhecido que armazena energia com eficiência equivalente a uma fração dos custos atuais, entre 500 a 1.000 dólares por tonelada métrica.

Mais recentemente, em setembro de 2021, uma nova pesquisa publicada no Journal of Energy Storage também sugere que a fibra de cânhamo pode ser superior a outros materiais para supercapacitores de estado sólido. O estudo mostra que o cânhamo é classificado como “muito superior” em comparação com outros materiais de carbono para energia específica. O resumo afirmava: “Além disso, o dispositivo de supercapacitor montado funciona até 2 V, fornecendo uma retenção de capacitância de ~ 85% após 10.000 ciclos”.

Os pesquisadores concluíram que esse método específico poderia levar ao “desenvolvimento de eletrodos sustentáveis ​​altamente promissores para aplicações de supercapacitores de estado sólido de alta energia”.

Espera-se que os produtos de carbono derivados do cânhamo se tornem o mainstream, agora colocando fibras liberianas residuais na produção em vez de aterros sanitários e reduzindo os níveis de poluição em conjunto. Com quase todas as tecnologias mais novas dependendo de novas fontes de energia, espera-se que as nanolâminas de carbono de cânhamo revolucionem as baterias de supercapacitores e aprimorem toda a indústria de energia, tornando-se materiais padrão no armazenamento de energia.

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#PraTodosVerem: fotografia mostra duas mãos unidas em forma de concha e sustentando várias pilhas de diversas cores e baterias e três pequenas folhas de maconha sobrepostas, em fundo branco. Imagem: Global Hemp Association.

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