Более двух лет назад внимание мировой электромобильной индустрии привлекла универсальная техническая культура — конопля. Американский стартап начал разработку батареи для электрических транспортных средств на основе конопли, которая должна была стать литий-серной батареей с существенными преимуществами перед традиционными литий-ионными аккумуляторами.
По сравнению с используемыми до сих пор перезаряжаемыми источниками энергии, батареи из конопли должны были обеспечить снижение стоимости, веса, повышение производительности, масштабируемости и даже улучшение возможностей переработки. Достаточно доступные материалы — сера, бор и карбонизированная конопля — легли в основу разработки этого инновационного продукта из возобновляемого природного сырья.
Недавние научные исследования показали, что конопляные батареи могут представлять собой более эффективную альтернативу и даже демонстрировать повышенную производительность. Роберт Мюррей Смит, учёный, активно работающий на YouTube, провел эксперимент, который показал, что конопляные батареи могут развивать почти в восемь раз больший вольт-амперный ток по сравнению с обычными литиевыми батареями.
Более производительные, чем литиевые и графеновые аккумуляторы
В своём видео «Hemp Battery As Good As Lithium Ion?» Смит не претендует на окончательное доказательство, однако ему удалось показать, насколько эффективнее работает конопляная ячейка по сравнению с литиевой.
Исследователи Университета Кларксона в штате Нью-Йорк обнаружили в 2014 году, как можно эффективно производить конденсаторы из отходов конопли, которые превосходят даже дорогостоящие графеновые конденсаторы. Кроме того, затраты на производство снижаются многократно по сравнению с графеном. Конопля стоит всего лишь одну тысячную от стоимости графена в итоговом расчёте.
Университет Висконсина-Милуоки также сообщил в 2022 году, что наряду с низкой стоимостью конопли её долговечность и пористость являются двумя ключевыми факторами, которые говорят в пользу использования этого растительного материала. Катод в батареях на основе конопли выдерживает несколько сотен циклов сжатия и расширения намного лучше.
Гидротермальный синтез
При производстве аккумуляторов на основе конопли используется внутренняя кора растения. Остатки лубяных волокон подвергались кипячению, и благодаря процессу, называемому гидротермальным синтезом, получалось вещество с углеродными наношарами. Посредством дальнейших процессов эти волокна преобразовывались в суперконденсаторы, служащие устройствами накопления электроэнергии. Отличие от обычных литий-ионных аккумуляторов заключается в том, что они отдают накопленную энергию не малыми порциями, а сразу полностью.
Согласно сообщениям, они идеально подходят для питания машин, требующих больших энергетических импульсов. Исследования, проведённые под руководством доктора Митлина, комментировались тем, что наряду с гарантированной функциональностью при температуре вплоть до нуля градусов Цельсия была также зафиксирована «одна из лучших задокументированных комбинаций производительности и мощности для любых карбонатов».
Убедившись в эффективности и практической применимости технологии, техасский производитель мотоциклов присоединился к исследовательской работе в 2018 году, разработав батареи на основе конопли для серии электромотоциклов. Однако процессы разработки ещё не завершены, и может потребоваться ещё время, прежде чем конопля как подходящая замена литию действительно выйдет на массовый рынок.
Sollten Hanf-Batterien Lithium-Akkus in der E-Mobilität ersetzen?
Поскольку аккумуляторы на основе возобновляемого сырья, согласно дополнительной информации, легче перерабатываются благодаря отсутствию кобальта или никеля, быстрый переход на эту натуральную альтернативу литий-ионным батареям был бы ещё одним огромным преимуществом.
Branchen-Update
News, Analysen und Reportagen — mehrmals im Monat direkt in dein Postfach.
Folge uns
