Investigadores utilizan cáñamo para almacenar energía a menor costo

Por DiosaVerde.org

Nuevamente el cannabis destaca por sus versátiles beneficios: el cáñamo y sus desechos pueden ser utilizados como componentes de supercapacitores, una forma de almacenamiento de energía que se puede cargar mucho más rápido que el ion de litio o cualquier otro tipo de batería.

El cáñamo para almacenar energía

En febrero de 2019, Alternet Systems, una empresa de tecnología con sede en Miami, Florida, contrató a David Mitlin, profesor de la Universidad Clarkson de Nueva York, quien durante años ha estudiado el cáñamo como material para almacenar energía. La investigación de Mitlin utiliza el bastón de cáñamo (la corteza interna de la planta) y un producto de desecho durante la producción de cáñamo, como reemplazo del grafeno, un material mucho más costoso, en supercapacitores.

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Debido a su resistencia y peso ligero, los fabricantes regularmente utilizan grafeno, un material compuesto por una capa de carbono como componente para electrodos de capacitores (almacenadores de energía).

Sin embargo, el grafeno es bastante caro, a diferencia del cáñamo que utiliza Mitlin (mucho más barato). Además, según Mitlin, los supercapacitores de cáñamo han podido almacenar más de 2 veces la energía que los convencionales.

Al calentar el bastón de cáñamo durante 24 horas, a 350o F, y luego agregar aún más calor, Mitlin descubrió que el bastón se puede convertir en nanosheets de carbono, al igual que los nanosheets de grafeno regulares.

“Pasamos la etapa de prueba de principio para el supercapacitor completamente funcional. Ahora nos estamos preparando para la fabricación a pequeña escala”, señaló Mitlin a la American Chemical Society, en 2014.

Para continuar con la investigación y el desarrollo, Alternet Systems ha comprado terrenos en Nueva York y así comenzar a cultivar cáñamo, el cual es legal en Estados Unidos desde la aprobación de la Ley Agrícola 2018.

Ventajas y desventajas

Si bien los supercapacitores se cargan rápidamente, no pueden almacenar mucha energía. Por otro lado, al igual que las baterías de iones de litio, pueden almacenar electricidad, aunque cada uno tiene sus propios beneficios e inconvenientes particulares que limitan sus aplicaciones.

Asimismo, las baterías de ion de litio pueden almacenar grandes cantidades de electricidad a la vez y también son relativamente económicos, lo que hace que el litio sea un buen complemento para los sistemas de energía renovable.

No obstante, las baterías de iones de litio tardan mucho tiempo en recargarse y sufren de una vida útil limitada, debido al desgaste de sus componentes internos. Y aunque pueden almacenar mucha electricidad, no pueden proporcionar mucha energía en un solo instante.

Los supercapacitores, por otro lado, pueden cargarse en segundos y proporcionar instantáneamente enormes cantidades de energía. Además, disfrutan de un ciclo de vida casi ilimitado, ya que no hay componentes internos que se descompongan, y pueden cargarse y descargarse en un rango de temperaturas mucho más amplio.

Sin embargo, los supercapacitores se han quedado al margen debido a su costo extremadamente alto y su baja densidad de energía. Mientras que las baterías de iones de litio pueden contener de 100 a 200 vatios-hora de electricidad por kilogramo, los supercapacitores solo pueden contener alrededor de 5 vatios-hora por k.

Esto hace que los supercapacitores no valgan como almacenamiento de energía para sistemas renovables, ya que no pueden contener suficiente energía para ser realmente útiles. Sin embargo, en situaciones donde se necesitan pequeñas ráfagas de alta energía, los supercapacitores son una perfecta alternativa. Los supercapacitores, utilizados en autobuses híbridos equipados con frenado regenerativo, por ejemplo, pueden aprovechar rápidamente la energía producida durante el frenado, y luego liberarla segundos después para ayudar a acelerar nuevamente el autobús.

¿Son los supercapacitores el siguiente paso en el almacenamiento de energía?

Si pudiera aumentarse la densidad de energía de los supercapacitores (y disminuir el costo) de modo que estuvieran a la par con las baterías de iones de litio, podrían cambiar la faz de la industria eléctrica. Tendríamos un almacenamiento de energía extremadamente flexible con una vida útil casi infinita.

Por supuesto, los resultados han sido lo suficientemente atractivos para alcanzar inversiones serias en el ramo tecnológico. El almacenamiento de energía y las empresas e investigadores de tecnología están tratando de resolver estos problemas en los supercapacitores. Alternet Systems espera que Mitlin pueda ayudar a reducir el costo (y aumentar la densidad de energía) de los supercapacitores al reemplazar el costoso grafeno con fibra de cáñamo de bajo costo.

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Fuentes: afinidadelectrica, earthtechling, acs

Imágenes: lamarihuana, onfuton