Конопля может заменить графен
Конопля продолжительно и правильно служила людям, но по мере расширения наркомании превратилась во неприятеля. Многие государства отказались от её культивирования, а также всецело запретили выращивание в любом виде. Однако, как прежние заслуги, так и новые неизвестные доселе качества растения завлекают внимание исследователей.
По окончании долгого бана конопля возвращается в Соединенных Штатах, в связи с чем канадский стартап собирается представить Американскому химическому обществу результаты собственной работы, свидетельствующие, что растение может внести весомый вклад в создание действенных устройств для хранения энергии.
Обращение о суеркондесаторах, владеющих огромным потенциалом чтобы снабжать едой электронику и заменить распространённые сейчас аккумуляторные батареи.
Принципиальная отличие в эксплуатационных особенностях аккумуляторов и конденсаторов в том, что первые способны заряжаться и отдавать заряд в течение нескольких секунд, тогда как вторым для этого требуется долгое время.
Но, это преимущество конденсаторов сейчас не употребляется ввиду того, что они не могут до тех пор пока обеспечить ту же плотность энергии, что и аккумуляторные батареи. Иными словами, при одном и том же количестве, конденсаторы смогут хранить намного меньше энергии, чем химические аккумуляторная батареи.
Один из подходов увеличения удельной плотности энергии конденсаторов содержится в создании действенных электродов. Большинство исследователей экспериментирует с графеном, но врач Дэвид Митлин (David Mitlin) из Университета Альберта придумал, как заменить дорогостоящий графен волокнами конопли.
«Электрохимические характеристики отечественного устройства находятся на одном уровне либо кроме того лучше, чем устройства на базе графена, — утверждает исследователь. — Главным преимуществом есть то, что отечественные электроды изготавливаются из биоотходов с применением несложного процесса. Исходя из этого они существенно дешевле графена».
Графен — прочный и лёгкий материал, складывающийся из нескольких слоёв углерода, толщина которых соизмерима с размерами атома. Неповторимые особенности графена идеально подходят для применения в разных отраслях, от солнечных батарей до водяных фильтров. Неприятность наряду с этим только одна, графен обходится достаточно дорого.
В отыскивании замены дорогого материала Митлин вместе с сотрудниками обратил внимание на луб, волокна коры конопли, которую значительно чаще отправляют в отходы, тогда как другие части растения употребляются в производстве строительных материалов и одежды.
Учёные в далеком прошлом догадывались о значении этих волокон, но не могли отыскать верный метод обработки сырья. По словам Митлина, его группе удалось докопаться до секрета. «Хитрость содержится в том, дабы по-настоящему осознать структуру материала и придумать, как его обрабатывать, чтобы получить, без сомнений, необычные особенности», — поведал исследователь.
Несколько Митлина поняла, что в случае если нагретые приблизительно до 180 градусов Цельсия волокна выдержать в течении дней, а после этого быстро поднять температуру, они начинают расслаиваться на углеродные нанопластинки.
Данный, полученный из конопли углерод, исследователи применяли для электродов суперконденсатора, заполненного электролитом из ионизированной жидкости. Полученное устройство владеет улучшенными особенностями, как по плотности энергии, так и по температурному диапазону в сравнении с суперконденсаторами на базе классического графена.
Плотность энергии «конопляного» суперконденсатора, сохраняющего работоспособность в широком диапазоне температур, достигает 12 ватт-час на килограмм веса, что превышает характеристики коммерческих аналогов в несколько раз.
«Мы прошли этап доказательства правильности принципа создания полнофункциональных суперконденсаторов, и подготавливаемся к производству небольшими сериями», — сказал Митлин.
Facepla.net по данным Phys.org
