Kender alapú hatékony energiatárolás

Nyomtatás és PDF

Journal of Energy Storage

A biomolekuláris mérnökök felfedezték, hogy a kenderből akkumulátort alapanyagot lehet készíteni, szén nanolapok és szuperkondenzátorok formájában egy új tiszta, zöld, megújuló energiaforrást biztosíthat.

Az úttörő kutatások jelentős támogatásokat kaptak ezen a területen, hogy feltárják vajon a kender alkalmas-e a jelentleg szélesköben használt, drága grafén helyettesítésére szuperkondenzátorok és szén nanolapok (rétegek, lemezek) gyártásban.

A szuperkondenzátorok területén végzett innováció alapja a kenderháncs új irányú kutatása. Ez a kenderfeldolgozás során visszamaradt rost, amelyet rendkívül hatékony elektródaként lehet használni. A szuperkondenzátorok hasonlóak a tipikus akkumulátorokhoz, elsődleges funkciójuk az elektromosság tárolása és leadása.

Az akkumulátorok és a szuperkondenzátorok közötti elsődleges különbség az, hogy a szuperkondenzátorok nagyobb teljesítménysűrűséggel rendelkeznek, így gyorsabban szabadítanak fel energiát, gyorsabban töltődnek fel, több töltési ciklust biztosítanak, és biztonságosabban működnek szélsőséges hőmérsékleten. Ezek a képességek lehetővé teszik, hogy a szuperkondenzátorok kritikus elemei legyenek a fejlettebb és feltörekvő technológiáknak, például elektromos autóknak, teherautóknak, vonatoknak és szélturbináknak.

Megújuló energia felturbózva

A megújuló energiaforrások rohamos ütenű globális fejlődésével a kender alapú szén nanolapok forradalmi újjítást hoznak, nemcsak költséghatékonyságuk és elérhetőségük miatt a népszerűbb grafénnel szemben, hanem tömegpiaci potenciáljuk miatt is. A kender nagyon környezetbarát és fenntartható, könnyen termeszthető, és a történelem során számos területen hasznosítható, például élelmiszer-, kötél- és textilforrásként.

Ezzel szemben a grafén, mint szén nanolap anyag sokkal drágább, amihez grafit bányászatára van szükség, ez pedig komolyn környezetszennyezést okoz a világ számos területén, köztük Kína és India vidéki tartományaiban. Ezenkívül a grafitbányászatban használt vegyszerek mérgezőek és rendkívül károsak a feldolgozást végző emberekre.

A 3M ipari óriásvállalat a kenderrel végez kutatásokat, hogy leküzdje a fenyegető környezetszennyezést

A szén nanoréteg alkalmazás önmagában a kender háncsszálak 24 órás melegítéséből származik, lehetővé téve, hogy a nanorétegek lehámoljanak a rost szálakról. Ez egy ideális gyártási forgatókönyv, tekintve, hogy ezek a szálak hulladékanyagnak minősülnek, amelyet a legtöbb kender feldolgozó mellékterméknek tekint.

A kenderből származó szén nanolemezeket a szuperkondenzátoroknál sokkal szélesebb körű alkalmazásokban fogják használni, beleértve a víz- és levegőtisztítást is. A kutatást végző professzor elmondása szerint azt tervezi, hogy a vállalkozás képes lesz „grafénteljesítményű terméket aktív szén áron” adni. A kender alapú szén nanolemezek jövedelmezősége nemcsak a gyártókra korlátozódik, hanem lecsapódik a gazdáknél is, mivel hulladéktermékeik megújuló energiaforrássá alakíthatók.

Kender alapú akkumulátor-kutatás

A Clarkson Egyetem professzora, David Mitlin vezetésével néhány kender alapú szuperkondenzátort teszteltek úgy, hogy akár 12 wattórát is termeljenek kilogrammonként, 2-3-szor felülmúlva a jelenlegi kereskedelmi modelleket, és akár 93 fokon is működnek. Bár a kender alapú szén nanolemezek mindenre, amire a grafén, a jelenlegi költségek töredékén, metrikus tonnánként 500 és 1000 USD között azonos hatékonyságú energiát tárolnak.

2021 szeptemberében a Journal of Energy Storage című folyóiratban megjelent új kutatás arra is utal, hogy a kenderrost jobb lehet, mint a szilárdtest-szuperkondenzátorok más alapanyagai. A tanulmány azt mutatja, hogy a kender „nagyon előkelő” helyezést ért el a fajlagos energia tekintetében más széntartalmú anyagokkal összehasonlítva.

A kutatás kivonata szerint: „Továbbá, az összeszerelt szuperkondenzátor eszköz 2V-ig működik, és 10 000 ciklus után ~85%-os kapacitásmegtartást biztosít.”

A kutatók arra a következtetésre jutottak, hogy ez a módszer „nagyon ígéretes, fenntartható elektródák kifejlesztéséhez vezethet nagy energiájú, szilárdtest-szuperkondenzátoros alkalmazásokhoz”.

A kender alapú széntermékek várhatóan általánossá válnak, és a hulladéklerakók helyett a háncsrostok a gyártásba kerülnek, és ezzel együtt csökkentik a szennyezés mértékét. Mivel szinte minden újabb technológia új energiaforrásokra támaszkodik, a kender alapú szén nanolapok várhatóan forradalmasítják a szuperkondenzátor akkumulátorokat, és javítják az egész energiaipart azáltal, hogy szabványos anyagokká válnak az energiatárolásban.

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

A kenderrost „jobb, mint a grafén”