Fibras de cáñamo, mejor alternativa que el Grafeno para almacenar energía
- yerbabuena.life
- 7 jul 2020
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Nota de Revista Cannaculta
Científicos afirman que las fibras de desecho de los cultivos de cáñamo pueden transformarse en dispositivos de almacenamiento de energía de alto rendimiento. “Cocinaron” la corteza del cannabis en láminas de carbono y construyeron supercondensadores a la par o mejores que el grafeno, el estándar de mejor calidad en la industria.
Los autos y las herramientas eléctricas podrán aprovechar esta tecnología de cáñamo, aseguran los investigadores, quienes presentaron su trabajo en la reunión de la American Chemical Society en San Francisco.
“La gente pregunta: ¿Y por qué el cáñamo? Yo digo ¿por qué no?” dijo el Dr. David Mitlin de la Universidad de Clarkson, Nueva York, quien describe su dispositivo en la revista ACS Nano(1).
“Estamos fabricando materiales similares al grafeno por una milésima parte del precio, y lo estamos haciendo con la basura. El cáñamo que utilizamos es perfectamente legal para el cultivo. No tiene THC en absoluto, por lo que no hay superposición con ninguna actividad recreativa”, aseguró.
En países como China, Canadá y el Reino Unido, el cáñamo se cultiva industrialmente para ropa y materiales de construcción. Sin embargo, la fibra sobrante, la corteza interna, generalmente termina en un vertedero.
El equipo del Dr. Mitlin tomó estas fibras y las recicló en supercondensadores, dispositivos de almacenamiento de energía que están transformando la forma en que se alimentan los dispositivos electrónicos. La diferencia entre las baterías convencionales y los supercondensadores es que las primeras almacenan grandes depósitos de energía y la alimentan lentamente por goteo, mientras que los supercondensadores pueden descargar rápidamente toda su carga.
Son ideales en máquinas que dependen de picos de potencial eléctricos, como generadores, submarinos, maquinaria pesada, entre otros. En los automóviles eléctricos, por ejemplo, los supercondensadores se utilizan para el frenado regenerativo. La liberación de este torrente requiere electrodos con un área de superficie alta, una de las muchas propiedades del grafeno.
Más fuerte que el diamante, más conductor que el cobre y más flexible que el caucho, el “material milagroso” (grafeno) fue objeto de una inversión de 50 millones de Euros por el canciller británico George Osborne. A pesar de ser esta “monocapa de carbono” un material de última generación para los supercondensadores comerciales, su producción es prohibitivamente costosa.
Encontrar alternativas baratas y sostenibles es la especialidad del antiguo grupo de investigación del Dr. Mitlin en la Universidad de Alberta. Han experimentado con todo tipo de desechos biológicos, desde la turba (2) hasta cáscara de huevos. Recientemente convirtieron la cáscara de plátano en baterías.
El truco consiste en adaptar la fibra vegetal adecuada al dispositivo eléctrico adecuado, de acuerdo con su estructura orgánica. “Puedes convertir las cáscaras de plátano en un bloque denso de carbono, que llamamos pseudografito, y resulta excelente para las baterías de iones de sodio”, explicó. “Pero la estructura de la fibra de cáñamo es la opuesta: crea láminas con un área de superficie alta, situación propicia para los supercondensadores”.
“El primer paso”, explicó, “es cocinarlo, casi como en una olla a presión. Se llama síntesis hidrotermal. Una vez disuelta la lignina y la semicelulosa, quedan estas nanopartículas de carbono en forma de lámina, con una estructura de pseudografeno”.
Al fabricar electrodos con estas láminas y agregar un líquido iónico como electrolito, lograron crear supercondensadores que funcionan a un amplio rango de temperaturas y una alta densidad de energía. Las comparaciones directas con dispositivos rivales se complican por la amplia variedad de medidas de rendimiento.
Pero la investigación revisada por pares de Mitlin clasifican el dispositivo “a la par o mejor que los dispositivos comerciales basados en grafeno”.
“Funcionan a 0 °C y poseen de las mejores combinaciones de potencia-energía reportadas en la literatura para cualquier carbono. Por ejemplo, con una densidad de potencia muy alta de 20 kW / kg (kilovatios por kilo) y temperaturas de 20, 60 y 100 °C, las densidades de energía son 19, 34 y 40 Wh / kg (vatios-hora por kilo) respectivamente.”
Completamente ensamblados, su densidad de energía es de 12 Wh / kg, que puede lograrse con un tiempo de carga de menos de seis segundos.
Una industria en crecimiento
“Es obvio que el cáñamo no puede hacer todas las cosas que el grafeno puede hacer”, reconoce el Dr. Mitlin, “pero para el almacenamiento de energía, funciona igual de bien. Y cuesta una fracción del precio: de $500 a $1,000 euros por tonelada” (esto, en el 2014, fecha de la publicación del artículo).
Después de establecer las primeras pruebas, su empresa Alta Supercaps espera comenzar la fabricación a pequeña escala. Planean comercializar dispositivos para las industrias de petróleo y gas, donde la operación a altas temperaturas es un activo valioso. El traslado a los Estados Unidos coincide también con un cambio en las actitudes reguladoras, con signos de que el cáñamo podría estar regresando (apenas en el 2018 se legalizó el cultivo de cáñamo a gran escala en este país).
En China, el cáñamo es ampliamente cultivado, y en Canadá la industria textil está creciendo. “Es un producto de desecho que busca una aplicación de valor agregado. La gente casi le está pagando para deshacerse de él. Y si esta tecnología realmente despega, podría ayudar a las economías”, argumenta.
Por Redacción.
Con información de bbc.com/news
Turba: Carbón ligero, esponjoso y de aspecto terroso que se forma en lugares pantanosos debido a la descomposición de restos vegetales.
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