Наука нашла способ использовать коноплю для создания батареек будущего - супераккумуляторов.
Мы все знаем о безграничном медицинском потенциале конопли и о том, что марихуановый хай безопаснее алкогольного опьянения. Но что если конопля может использоваться еще и в дешевых аккумуляторных батареях, которые произведут революцию в энергетике будущего? По мнению ученых из Университета Альберты, это вполне возможно.
На недавней конференции Американского химического общества в Сан-Франциско профессор Дэвид Митлин из Нью-Йорка представил коллегам свою новую разработку. Возглавляемая им команда ученых изучала потенциал технической конопли в создании чрезвычайно эффективных супераккумуляторов. Нагревая волокна конопли, ученые смогли изменить структуру связей атомов углерода таким образом, что они сформировали тонкие двумерные пластины, или нанопластины. Эти нанопластины и использовались в качестве электродов для супераккумуляторов.
В предыдущих экспериментах с супераккумуляторами использовался графен, а не конопля. С тех пор исследователи учились применять уникальные свойства графена в солнечных батареях, фильтрах для воды, сенсорных экранах, а также в батарейках и супераккумуляторах. Проблема заключалась в высокой стоимости графена.
Последняя научная разработка показала, что конопляные волокна эффективнее графена и в 1000 раз дешевле, поскольку конопля быстро растет и просто перерабатывается.
"Электрохимическая эффективность нашего устройства не уступает или превосходит эффективность устройств на основе графена, - сказал Митлин, выступая на конференции, - Главное преимущество в том, что наши электроды производятся из биоотходов путем простого процесса и поэтому гораздо дешевле графена".
По словам Митлина, конопляные супераккумуляторы произведут революцию в области зарядки электронных устройств.
Если современные аккумуляторы при подзарядке "цедят энергию по капле в течение нескольких часов", супераккумуляторы могут заряжаться и отдавать заряд за считанные секунды. Теоретически, вы сможете вставить устройство с супераккумулятором - например, смартфон - в розетку на пару секунд и он успеет полностью зарядиться.
Устройства на основе конопли дают плотность энергии на уровне 12 Вт/час на килограмм, то есть в 2-3 раза больше, чем коммерческие аналоги. Они также функционируют в огромном температурном диапазоне от ноля до 90С.
Нерешенной проблемой современных супераккумуляторов является то, что они не могут запасти такое же количество энергии, как обычные батарейки. Исследователи работали над созданием электродов, которые увеличили бы плотность энергии, вот почему Митлин и его команда обратились к технической конопле. Ученые исследуют энергетический потенциал конопли сравнительно давно. Вопрос был в том, чтобы придумать эффективный способ ее обработки.
"Мы в общем и целом нашли такой способ, - говорит Митлин, - Фокус здесь в том, чтобы понять структуру используемого материала и настроить процесс обработки таким образом, чтобы получить свойства, которые иначе как фантастическими не назовешь".
Разработанный Митлиным способ предусматривает нагрев волокон конопли в течение суток при температуре 175С, после чего они подвергаются кратковременному воздействию еще более высоких температур и превращаются в нанопластины.
"Мы уже прошли стадию доказательства принципа работы и находимся на пути к созданию полностью функционального супераккумулятора, - говорит Митлин, недавно учредивший фирму для коммерческого использования своего изобретения, - Теперь мы готовимся к поточному производству в небольших объемах".
Самым большим препятствием на пути создания конопляных супераккумуляторов является продолжающийся запрет американским правительством всего, связанного с коноплей, в том числе конопли технической. Хотя США импортируют волокна конопли и иногда дозволяют культивировать растение для исследовательских целей, в целом это направление незаконно на федеральном уровне. Кроме того, некоторые штаты легализовали у себя техническую коноплю, однако, как и в случае с медицинской марихуаной, эти законы не распространяются на всю страну.
Комментарии (0)