Наверное, для многих любителей конопли уже давно не секрет, что помимо рекреационных и медицинских свойств, растение также имеет массу применений в человеческом быту и производстве. Помимо того, что компоненты растения, вроде его семян и волокон, являются эффективным источником здоровой пищи и материала для изготовления разнообразных тканей соответственно, благодаря современным методикам его обработки, конопля также может служить источником дешёвого, крепкого и чистого сырья для производства строительных материалов, пластика и топлива.

Однако, новые исследования демонстрируют за универсальным растением новое, необычайно полезное свойство: Оказывается, на основе его волокон, можно изготавливать батареи, способные эффективно хранить большие заряды электроэнергии в разы дольше и эффективнее, чем «традиционный» литий и «высокотехнологичный» графен. Соответственно, помимо использования в строительстве домов и автомобилей будущего, вполне возможно, что батареи на основе волокон конопли, смогут стать для них главным источником энергии.



Данные о подобном использовании растения были опубликованы на страницах последнего выпуска научного журнала «ACS Nano», в статье за авторством доктора Дэвида Милтина, из Университета Кларксон, Нью-Йорк. Помимо этого, доклад на тему исследования, был публично представлен на недавно прошедшем в Сан-Франциско собрании «Американского сообщества химиков».

«По сути дела, волокна конопли можно сравнительно легко обработать в накопитель, являющийся в разы более дешёвым и доступным аналогом графена. При этом, для производства подобных батарей, нам понадобятся лишь отходы сельского хозяйства», сообщает доктор Милтин. «Учитывая, что теперь технические породы конопли легально можно производить по всей территории страны, сырьё для производства подобных накопителей, можно будет легко и дёшево производить практически везде».

Принцип работы конопляных батарей:

Как сообщает доктор, сырьём для производства инновационных накопителей, является лыко, или, говоря проще, внутренний слой коры конопли, который является отходами очистки внутренних проводящих волокон растения, уходящий на производство тканей и других промышленных продуктов. По его словам, при определённой подготовке подобного материала, из него можно получить аналог углеродных нанопластин, являющихся эффективными «супернакопителями», инновационными типами аккумуляторов энергии, отличающихся от обычных батарей принципом выделения электрического разряда. В то время, как стандартные батареи, вроде аккумуляторов на основе лития, довольно медленно передают заряд к подключённому к ним устройству, подобные углеродные пластины могут накапливать куда больший заряд и очень быстро переводить его, позволяя им эффективно снабжать энергией крупные электронные устройства, вроде автомобилей и тяжёлой техники.

Учитывая, что подобные накопители являются альтернативой графену, производство которого до сих пор является предельно дорогим и технически сложным предприятием, Милтин полагает, что они смогут легко обогнать по уровню эффективности и внедрения в технологии своего «собрата», ныне являющегося стандартом на рынке супернакопителей.

«На самом деле, моё открытие является следствием давних экспериментов по изучению свойств биологического сырья, из которых, между прочим, уже появились растущие в популярности технологии производства «натурального», то есть, растительного пластика, или конопляного цемента», отмечает доктор. «Подобные эксперименты проводились и в отношении других растительных культур, однако, на данный момент, именно лыко конопли является наиболее перспективным источником сырья для супернакопителей».

«Для примера, эксперименты по обработке другого распространённого вида растительных отходов, а именно, банановой кожуры, продемонстрировали, что подобный материал, благодаря структуре своих волокон, подходит для производства блоков углеродного накопителя, который можно описать, как псевдо-графит, который, в свою очередь, идеально подходит для создания накопителей, по принципу действия аналогичных натрий-ионным аккумуляторам», объясняет доктор. «При подобной обработке конопли, получается подобный углеродный материал, отличающийся структурой своих волокон, которые имеют не плотную, блоковую решётку, а ровные пласты с большой площадью поверхности, что допускает их использование в качестве более ёмких супернакопителей».

«Сама же обработка является сравнительно простым процессом», продолжает доктор. «Для превращения биологического материала в углеродный накопитель, он подвергается «готовке» под высоким давлением и нагревом, что называется гидротермальным синтезом. При данной процедуре, из материала «выпаривается» весь лигнин и целлюлозные соединения, оставляя очищенный псевдо-графен, обладающий свойствами энергетического накопителя».

Графен и его свойства:

На молекулярном уровне, графен, представляет собой ровные, плотно связанные друг с другом и размещённые в аккуратной, симметричной решетке атомы углерода. Пласт подобного материала имеет внешний вид шестиугольной решётки из сот одинакового размера. При этом, слой подобного материала имеет толщину всего в один атом, при этом обладая прочностью, превышающей прочность стали в 200 раз, при сравнительном превосходстве уровня электропроводности меди.

Как и следует полагать, подобный материал обладает множеством потенциальных применений в промышленности и быту, однако, широкое внедрение графена в электронику на данный момент не рентабельно, ввиду высоких затрат на производство подобного материала в больших масштабах.

С момент открытия графена и его свойств в 2004 году, цены на производство материала продолжают постоянно и резко меняться. На данный момент, по данным журнала Nature, производство всего микрометра вещества, площадью не больше крупицы, обходится примерно в 1,000 долларов, что, по акту, делает данный супернакопитель и проводник самым дорогим промышленным материалом на Земле. Собственно, по этим причинам, уже почти 15 лет, учёные ищут альтернативные способы производства графена, либо материалы со схожими свойствами, но более простой методикой производства, способные вовсе заменить его.

В данном плане, накопители из конопли, похоже, являются подобным доступным заменителем графена. «Как и графен, накопители на основе обработанных волокон конопли также работают даже при низких температурах, обладают сравнительной электропроводностью, компактностью и термостойкостью, при в разы более низкой цене производства, чем иные претенденты», сообщает доктор. «Для примера, при очень высоких показателях плотности энергетической мощности в 20 киловатт на кило, и температурных показателях в 20, 60 и 100 градусов по Цельсию, материал имеет уровень энергетической плотности в 19, 34 и 40 ватт-час на кило. При этом, показатель плотности энергии на уровне 12 ватт-час на кило легко достигается канна-графеном всего за 6 секунд подключения к источнику зарядки».

Растущая потребность в графене:

Учитывая растущие потребности человечества в энергетических накопителях, можно предположить, что технология, позволяющая заменить дорогостоящий материал не менее эффективным и экологически чистым аналогом, уже в скором времени может найти широкий спрос в разных отраслях промышленности и хозяйства. В частности, подобные накопители могут найти широкое применение на растущем рынке электромобилей, а также в отраслях добычи газа и нефти. Ожидая подобный спрос на своё изобретение, доктор Милтин уже открыл свою собственную компанию, Alta Supercaps, которая будет заниматься массовым производством батарей на основе волокон конопли.

«При сравнимой с натуральным графеном эффективности, псевдо-графен на основе органических волокон, стоит в разы дешевле, в среднем, обходясь на сумму в 500-1000 долларов при производстве тонны материала», отмечает он. «При этом, цены на производство будут снижаться с развитием производства технической конопли. На данный момент, как я могу сказать по своему личному опыту, многие фермы просто выбрасывают конопляное лыко, поскольку оно не имеет применения в производстве тканей или полимеров. Однако, теперь даже этот, вроде бы бесполезный продукт обработки растений, можно будет использовать на благо человечества».

Источник: 420intel.com
Прислал: mcfry

Комментариев: 1


Читайте также:
Последние новости из раздела "MJ News"
[24.02.2020] США: Национальная футбольная лига перестанет применять санкции к игрокам, употребляющим марихуану
[12.02.2020] Непал: Власти страны обсуждают возможность легализации конопли
[10.02.2020] В России разрешили выращивать коноплю и снотворный мак в промышленных целях
[08.02.2020] Конопляные батареи: Более эффективный и доступный накопитель энергии, чем графен
[06.02.2020] КБДФ и ТГКФ: Что мы знаем о недавно открытых «сверхмощных» каннабиноидах?
все новости...
Фото месяца
Автор: Paladin
2001.Paladin, Кандагар
Ух ты, реклама!
-25% на все семена Fast Buds!
Последнее видео
Автор: mojet
lemonskunk
Наши кнопки
Код кнопки
Код кнопки
Спонсоры ОЛК
M