Już ponad dwa lata temu dziedzina elektromobilności skupiła się na roślinie konopi przemysłowej. Amerykański startup rozpoczął prace nad opracowaniem akumulatora do samochodów z napędem elektrycznym opartego na konopiach. Akumulator litowo-siarkowy w porównaniu z akumulatorami litowo-jonowymi ma o kilka ważnych zalet więcej.
Należą do nich przede wszystkim koszty, waga, wydajność, skalowalność, a nawet możliwość recyklingu. Dotychczas stosowane baterie w tej kwestii nie mają wiele do zaoferowania. Występujące pod dostatkiem materiały, takie jak siarka, bor i konopie, stanowiły podstawę nowego wynalazku zawierającego odnawialny surowiec, jakim jest roślina konopi.
Teraz dalsze badania wykazały, że baterie konopne mogą być bardziej przystępną cenowo alternatywą, a nawet mieć wyższą wydajność. Robert Murray Smith, aktywny na portalu YouTube naukowiec, przedstawił w eksperymencie wynik, że w bateriach konopnych można zmierzyć prawie osiem razy większy prąd woltowo-amperowy niż w konwencjonalnych bateriach litowych.
Bardziej Wydajne Niż Akumulatory Litowe i Grafenowe
W swoim filmie „Hemp Battery As Good As Lithium Ion?” Smith nie chciał niczego udowadniać, ale był w stanie wykazać, w jakim stopniu ogniwo konopne działałoby wydajniej niż ogniwo litowe.
Naukowcy z Clarkson University w stanie Nowy Jork w 2014 roku odkryli, jak bardzo wydajnie można wytwarzać kondensatory z odpadów konopi, które przyćmiewają nawet drogie kondensatory grafenowe. Ponadto w porównaniu z grafenem koszty produkcji są znacznie mniejsze. Konopie kosztują tylko jedną tysięczną ceny grafenu.
Również University of Wisconsin-Milwaukee poinformował w 2022 roku, że oprócz korzystnego czynnika kosztowego konopi, za wykorzystaniem tego materiału roślinnego przemawiają dwa dodatkowe czynniki – trwałość i porowatość. Katoda w bateriach na bazie konopi lepiej wytrzymują kilkaset cykli kurczenia i rozszerzania.
Synteza Hydrotermalna
Do produkcji akumulatorów na bazie konopi wykorzystano wewnętrzną korę rośliny. Pozostałości włókien łykowych ugotowano i w procesie zwanym syntezą hydrotermalną otrzymano produkt zawierający nanowarstwy węgla. W wyniku dalszych procesów włókna te zostały przetworzone na superkondensatory, które służą jako magazyn energii elektrycznej. Różnica w porównaniu ze zwykłymi akumulatorami litowo-jonowymi polega na tym, że nie są w stanie oddawać zmagazynowanej energii w małych ilościach, ale jednocześnie.
W związku z tym, jak stwierdzono w sprawozdaniach, doskonale nadają się one do dostarczania wystarczającej ilości energii do maszyn wymagających dużych impulsów energetycznych. Badania prowadzone w tamtym czasie przez dr. Mitlina zostały skomentowane w taki sposób, że oprócz gwarantowanej funkcjonalności w temperaturze do zera Celsjusza udało się również uzyskać „jedną z najlepiej udokumentowanych kombinacji mocy dla wszystkich węglanów”.
Przekonany o wydajności i praktyczności, w 2018 roku teksański producent motocykli zaangażował się w prace badawcze, opracowując akumulatory na bazie konopi do serii motocykli elektrycznych. Jednak procesy rozwojowe nie zostały jeszcze zakończone i może upłynąć trochę czasu, zanim konopie, jako odpowiedni zamiennik litu, trafią na masowy rynek.
Ponieważ, zgodnie z innymi informacjami, akumulatory wyprodukowane z tego surowca odnawialnego są łatwiejsze do recyklingu ze względu na brak użycia kobaltu lub niklu, szybkie przejście na naturalną alternatywę litowo-jonową stanowiłoby kolejną dużą zaletę.