2年以上前から、電気自動車業界でも注目されている多用途の産業用ヘンプ。米国のスタートアップが、ヘンプを基盤とした電動車両向けバッテリーの開発に着手しました。このリチウム硫黄バッテリーは、従来のリチウムイオン電池と比較していくつかの重要な利点を備えています。
開発目標は、コスト、重量、性能、スケーラビリティ、さらにはリサイクル性能の向上です。硫黄、ホウ素、炭化ヘンプといった豊富に入手可能な材料が、この自然由来の再生可能資源を活用した革新的なバッテリーの基礎となっています。
その後の研究により、ヘンプバッテリーがより効率的な代替案となり得ること、さらには高い性能を発揮することが明らかになりました。YouTubeで活動する科学者のロバート・マレー・スミスは、実験を通じてヘンプバッテリーが従来のリチウムバッテリーと比較して、ほぼ8倍の電圧電流を生成できることを実証しました。
リチウムとグラフェン電池を上回る性能
スミスのビデオ「Hemp Battery As Good As Lithium Ion?」では確定的な証拠を示すことはできませんでしたが、ヘンプセルがリチウムセルと比較してどの程度効率的に動作するかを示唆することができました。
米国ニューヨーク州のクラークソン大学の研究者は2014年、ヘンプの廃棄物から極めて効率的にコンデンサを製造でき、それが高価なグラフェンコンデンサを凌ぐ性能を発揮することを発見しました。さらに、製造時のコスト削減はグラフェンと比較して劇的です。ヘンプのコストはグラフェンの総額のわずか1000分の1に過ぎません。
2022年、ウィスコンシン・ミルウォーキー大学も、ヘンプの低コストに加えて、その耐久性と多孔性が植物材料の使用を支持する2つの重要な要因であることを報告しました。ヘンプベースのバッテリーの陰極は、数百回の伸縮サイクルにより良く耐えられます。
水熱合成法
ヘンプベースの蓄電池の製造には、植物の内側の繊維が使用されました。バスト繊維の残留物を加熱処理し、水熱合成と呼ばれるプロセスを通じて、カーボンのナノレイヤーを含む製品を得ます。さらなるプロセスを経て、これらの繊維は電力貯蔵に機能するスーパーコンデンサに変換されます。通常のリチウムイオン電池との違いは、蓄えられたエネルギーを少量ずつではなく一度に放出できることです。
報告によると、これにより大きなエネルギーパルスを必要とする機械に十分な電力を供給するのに最適です。ドクター・ミットリンが監督した当時の研究は、零度までの温度での動作保証と共に、「あらゆる炭酸塩に関する最良の記録された性能・出力の組み合わせの1つ」として評価されました。
この効率性と実現可能性に確信を持ったテキサスのバイク製造業者は2018年、電動オートバイのシリーズ向けにヘンプベースのバッテリーを開発する研究に参加しました。しかし開発プロセスはまだ完了しておらず、ヘンプがリチウムの適切な代替品として大量市場に到達するまでには、さらに時間がかかる可能性があります。
再生可能資源で製造されたこれらのバッテリーは、コバルトやニッケルの不使用により、さらに容易にリサイクルできるとの追加情報もあります。天然のリチウムイオン代替品への急速な転換は、さらなる大きな利点となるでしょう。
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