Kender akkumulátor a fenntartható jövőért

Nyomtatás és PDF

Mielőtt a legtöbb akkumulátor hatékonyan táplálta volna a világot azáltal, hogy lítium-ionokkal töltötte meg az anódot, vagyis a pozitív végét, cink anódokat használtak higannyal kombinálva – amiről ma már tudjuk, hogy mérgező.

„Sok esetben az egyetlen dolog, ami miatt az akkumulátorgyártó cégek valóban aggódtak, az az emberek megölésének (elkerülése) volt” – mondta Jeff Greene, a Wisconsin Battery Co. vagy röviden a WinBat vezérigazgatója.

A higany akkumulátorokban való felhasználása, amelyet 1996-ban betiltottak, nemcsak a környezetet károsítja, amikor a vízhálózatba és a táplálékláncba kerül, hanem az emberi fejlődési rendellenességektől a halálos betegségekig terjedően sok mindent okozhat. Miután a veszélyek ismertté váltak, az akkumulátorgyártó cégek azt mondták: „Rendben van, át kell állnunk a higanyról. Megöli az embereket” – mondta Greene. – „Tehát áttértek a lítiumra.”

Ám bár a lítium elengedhetetlen az elektromos járművekhez és a folyamatos nap- és szélenergia tárolásához, az anyag számtalan káros hatással jár. Ide tartoznak a bányászatból származó kibocsátások; a talajvíz lehetséges nehézfém-szennyeződése; energiabiztonság, mivel Kína ellenőrzi a világ ellátási láncának kétharmadát; a lítium-ion akkumulátorok alacsony újrahasznosítása, ami ásványianyag-hiányhoz vezet; és olyan emberi jogi aggályok, mint a bányászok kizsákmányolása külföldi vállalatok által olyan helyeken, mint Zimbabwe és a Kongói Demokratikus Köztársaság.

Sok tudós egyetért abban, hogy a lítium-ion akkumulátorok legvalószínűbb alternatívája a nátrium, olcsó és világszerte elterjedt. De a nátrium-ionok nem feltétlenül működnek jól együtt a grafittal, ami a lítium-ion akkumulátorok rendkívül fontos anódjaihoz szükséges szénfajta.

Itt lép be a WinBat és a kender.

„A kender lehet az a megoldás, amely áthidalja a szakadékot az ügyfelek elégedettsége és a környezetbarátság között” – mondta Greene.

A Wisconsin-Milwaukee Egyetem energiatárolási és megújulóenergia-szakértője, Deyang Qu kutatása alapján a vállalat kenderből származó szenet fog használni. Szerinte kender használata segít elkerülni a lítiumelemekben található fémekkel, a kobalttal és a nikkellel kapcsolatos problémákat is, amelyek a lítiummal együtt egyre drágábbak, ami arra készteti az egyesült államokbeli gyártókat, hogy közvetlenül más országok bányászati ​​és finomítási projektjeibe fektetnek be.

„Az Egyesült Államokban az akkumulátoriparnak az ilyen anyagokkal kapcsolatos ellátási problémái vannak” – írta Qu. „Míg az Egyesült Államokban nagy a nátrium mennyisége, és kobaltot és nikkelt nem használnak nátrium-akkumulátorokban, az energiabiztonság érdekében a nátriumelem fontossá válik.”

Miért fontos ez Wisconsin számára? A többi tiszta energiával kapcsolatos tervhez hasonlóan a WinBat-é is magában foglalja a lítium-ion akkumulátorok tárolását, mind kormányzati, mind magánszinten, mivel az állami közszolgáltatók tárolóprojektekbe fektetnek be.

A WinBat a közelmúltban megkezdte egy új kender akkumulátor-üzem fejlesztését Portage-ben, átvéve azt az Energizertől, amely annak ellenére bezárta az üzemet, hogy a közösség tiltakozott, hogy Szingapúrba, és egy nem szakszervezeti üzembe költözzön Észak-Karolinában.

Az Energizer 135 dolgozót bocsátott el Portage-ben, és további 172 dolgozót bocsát el, mivel bezárja fennimore-i üzemét. Amikor a WinBat anyavállalata, a Sustainable Communities Corp. értesült erről, Greene-hez, az igazgatótanács kormányzati kapcsolatokban és új vállalkozásokban tapasztalattal rendelkező tagjához fordult, és Greene szavaival élve megkérdezte: „Tud valamit az akkumulátorokról?”

Korábban kannabiszlobbistaként dolgozott, aki részt vett a 2017-es és 2018-as szövetségi kenderkutatási és kereskedelmi törvénytervezetek kidolgozásában, és felidézte, hogy a Chicagói Egyetemen jó eredményeket hallott a kender akkumulátorokkal kapcsolatban. Miután az UW-Milwaukee-nál megtalálta a kender akkumulátor-fejlesztést, kapcsolatba lépett Qu-val, akinek akkumulátorkutatását az Energiaügyi Minisztérium finanszírozza.

A kenderrost „jobb, mint a grafén”

Most, hogy az Energizer által elbocsátott dolgozók egy részének felvételét tervezik, egy 17 millió dolláros létesítmény, 13 kezdeti kender-szén akkumulátor prototípus fejlesztése, és hamarosan egy „öld meg a nyuszit” kampány érkezik, Greene azt mondta: „Nem az a kérdés, hogy működik-e, hanem az, hogy méretezhető-e.”

Kezdésként a WinBat átvesz egy ötletet az Energizertől, amely 1955-ben feltalálta az első miniatűr hallókészülék-akkumulátort, és elkezdi egy kenderelem fejlesztését hallókészülékekhez.

Greene elmondta, hogy a vállalat nem versenyez minden egyes akkumulátorral, amelyet a régi gyártók gyártanak, hanem azokra összpontosít, amelyek a leggazdaságosabbak, miközben olyan tényezőket tesztel, mint az akkumulátor élettartama, valamint a hő- és hideg időjárási tűrőképesség. Mivel az elektromos járművek akkumulátorai gyorsabban merülnek le, amikor a hőmérséklet csökken, ez problémát okoz a Wisconsinban lakóknak, akik váltani akarnak.

A prototípus-fejlesztés finanszírozására a vállalat jövőre „alacsony költségű” alkáli Equacore akkumulátoraival kíván nyereséges lenni. Bevált technológia, a lúg olcsóbb, mint a lítium, és kisebb a szénlábnyoma, de nem olyan robusztus, mert a lítium nyolcszor-tízszer tovább bírja a töltést. A cég szerint azonban a kenderelemei ezt 300%-kal túl fogják szárnyalni.

Míg a cég Wisconsinban indul – a tervek szerint hamarosan egy tucat, végül pedig 200 embert vesz fel Portage-ben, és további 400 embert Fennimore-ban, ha megkapják az üzemet –, nem tervezi, hogy itt tartsa a technológiát.

A WinBat az afrikai lehetőségeket vizsgálja az Infinite Power Systems, egy dél-afrikai székhelyű magántőke-alap 5 millió dolláros befektetésével.

„Amint ezt (a fejlesztést) működővé tettük, bárhol megismételhetjük” – mondta Greene, aki megemlítette a ghánai és tanzániai létesítmények lehetőségét, valamint azt, hogy akkumulátorokat biztosítson egy napelemes háromkerekű nigériai gyártó számára.

A cég különös reményeket fűz az elektromos járművek akkumulátorának prototípusához. A Greene a Madison székhelyű Hoffman Manufacturing vállalattal dolgozik azon, hogy egy 1982-es Delorean-t elektromos kend akkumulátoros modellré alakítsanak át, amelyet a WinBat reprodukálni szeretne. Különösen a fennimore-i gyárat várják, mert a nagyobb létesítmény több helyet jelent a nagy energiatároló akkumulátorok számára.

A kender akkumulátor mellett Qu csapata a lítium- és kenderelemek újrahasznosításán is dolgozik – olyan felhasználásokban, mint a műtrágya.

Qu szerint a fogyasztók nem fogják észrevenni a különbséget, amikor a mindennapi AA és AAA elemeket lecserélik, de iparági szinten Greene úgy véli, hogy a változás éles lesz.

„Senki nem akar zavart kelteni” – mondta, és megjegyezte, hogy az egyetlen ok, amiért a kender akkumulátorok még nem jelentek meg a fogyasztói akkumulátorok 1940-es évekbeli felemelkedése óta, az az, hogy a növény használata illegális volt, annak ellenére, hogy több száz ipari felhasználása van.

„A régi akkumulátorgyártók nem változnak, hacsak nem muszáj” – mondta Greene, aki mindig is lázadó vállalkozóként jellemezte magát. „Tehát azt az előnyt élvezzük, hogy a vállalkozók és a kisvállalkozások elsőként lépnek piacra. Amikor elkezdünk dollármilliókat keresni, vajon az Energizer és a Duracell lesz az első két ember az ajtómban? 100%.”

Kender alapú hatékony energiatárolás

Egy startup 2,1 millió dollárt gyűjt kender alapú energiatároláshoz

Egy massachusettsi székhelyű startup, a florrent 2,1 millió dollárt gyűjtött össze ultrakondenzátor alapanyag fejlesztésére, a fenntartható energiaátállás számára. A kender alapú aktív szén a gyakrabban használt anyagok, például a kókuszhéj alternatívája. A florrent ellátási láncát az őslakosok, a fekete és más kisebbségi kendertermesztők köré építi.

„A kender korábban jelentősen jövedelmező termény volt az Egyesült Államokban, amelynek nagy részét a fekete, őslakos, színesbőrű (BIPOC) gazdálkodók termesztették” – mondja a florrent alapítója, Jose LaSalle, aki fekete és chamorro – guami őslakos –, valamint ír származású. Új energiaátmeneti technológiákat szeretne kiépíteni „olyan módon, amely regeneratív, és hozzájárul a helyi gazdasági jóléthez az alulreprezentált közösségekben”, ahonnan ő is származik.

Az ultrakondenzátorok gyorsabban tárolják és szabadítják fel az energiát, mint a hagyományos akkumulátorok, ugyanakkor drágák.

Ultra potenciál

A Párizsi Megállapodás éghajlati céljainak eléréséhez 2030-ig nagyjából 1,2 billió dollár tőkére van szükség a tiszta energiatermeléshez és a kritikus ásványi anyagok ellátásához. LaSalle becslése szerint az ultrakondenzátorokba (más néven szuperkondenzátorokba) való beruházás pár milliárd dollárt tesz ki. A technológia statikus elektromos töltésekre támaszkodik az energia tárolására és felszabadítására, nem pedig a kémiai kötésekre, amikor az akkumulátorokat használják.

„Az ultrakondenzátorok 100-szor nagyobb teljesítményű energiát tudnak tárolni, mint egy akkumulátor” – mondja LaSalle a túlmelegedés veszélye nélkül.

Innováció a tárolásban

Az olyan vállalatok, mint a florrent, az évtizedes technológián újítanak, hogy támogassák különösen a hálózati tárolás széles körű elterjedését. LaSalle azt mondja, hogy a saját kender alapú szén aktiváló módszerűk nagyobb teljesítményű anyagot eredményez, mint a kókusz.

„Bizonyos alapvető méretű és összetételű biomasszából szinte bármilyen biomasszát alakíthatunk aktív szénné” – mondja LaSalle. A legtöbb ultracapicitor kókuszdióhéjat használ fő összetevőként. A kínálat, amely nagyrészt Délkelet-Ázsiából származik, rendkívül érzékeny az éghajlatváltozásra.

„A múltban egyetlen tájfun kiirtott egy betakarítást, és megemelte az aktív szén árát” – magyarázza LaSalle. „Az ultrakondenzátor ipar nagyon érdekelt a beszerzés diverzifikálásában és a teljesítmény javításában.”

A kender nemcsak rugalmasabb, de hozzájárul a szennyezett talaj helyreállításához.

A kenderalapú energiatárolásra való átállás forradalmasíthatja az akkumulátortechnológiáról alkotott gondolkodásunkat. Nemcsak a hagyományos akkumulátorok által támasztott fenntarthatósági kihívásokat kezeli, hanem lehetőséget kínál a mezőgazdasági szektor számára az új igények kielégítésére is. Ahogy az ásványtérben robbanásszerűen megnőtt a kereslet az energiaátállás miatt, ugyanez történhet a kenderrel is, mint ezen új technológiák alapanyagaként.

A technológia fejlődésével a minőségi kender iránti igény csak növekedni fog. Ez arra szólít fel a mezőgazdasági ágazatot, hogy forduljon meg, és ragadja meg a lehetőséget, hogy részese legyen a fenntartható energia forradalomnak.

Ha ezek a cégek sikerrel járnak, a kender jelentős szerepet játszhat az energiatárolás jövőjében. Ideje tudomásul venni és elkezdeni a növekedést.

Kérünk mindenkit, támogassa non-profit egysületünk munkáját, akár csak egy pohár kávé árával.
Ezen az oldalon lehet támogatást küldeni:
https://orvosikannabisz.com/tamogatas/

A kender kivonhatja a mérgező örök vegyi anyagokat a talajból