Cânhamo é promessa para a energia limpa e renovável[ 3 min ]

Nanolâminas de carbono de cânhamo prometem revolucionar tecnologia de armazenamento de energia por meio de processos ecologicamente corretos

Por: Smoke Buddies – 09 dez 2021 | Adaptado por Lenah Sakai – 17 dez 2021.

As nanolâminas de carbono à base de cânhamo são revolucionárias, não apenas por seu custo-benefício e disponibilidade em comparação com o grafeno, mas por causa de seu potencial de mercado e serem uma fonte de energia renovável e limpa.

Engenheiros biomoleculares descobriram que o cânhamo pode ser convertido em materiais de bateria, especificamente nanolâminas e supercapacitores de carbono, e está sendo explorado como uma fonte de energia limpa, verde e renovável

Grupos pioneiros neste campo receberam doações consideráveis ​​para se concentrar na utilização de cânhamo para supercapacitores e nanolâminas de carbono para substituir o grafeno, um material mais amplamente conhecido em supercapacitores, mas de produção mais cara.

A inovação do supercapacitor vem da recente descoberta da fibra de cânhamo — a fibra que sobra do processamento de cânhamo, agora usada como um eletrodo altamente eficiente. Os supercapacitores são semelhantes às baterias típicas, com a função principal de armazenar e descarregar eletricidade. 

A principal diferença entre baterias e supercapacitores é que os supercapacitores têm densidade de potência mais alta, permitindo que liberem energia mais rapidamente, sejam recarregados mais rapidamente, garantam mais ciclos de carga e funcionem com mais segurança em temperaturas extremas. 

Essas habilidades permitem que os supercapacitores sejam componentes críticos de tecnologias mais avançadas e emergentes, como carros elétricos, caminhões, trens e turbinas eólicas, que suavizam a energia intermitente da energia eólica.

Energia renovável supercarregada

Com o impulso global em direção à energia renovável, as nanolâminas de carbono à base de cânhamo são revolucionárias, não apenas por seu custo-benefício e disponibilidade em comparação com o grafeno mais popular, mas por causa de seu potencial de mercado de massa. O cânhamo é muito ecologicamente correto e sustentável, sendo fácil de cultivar e historicamente utilizado em muitas coisas, como fonte de alimento, corda e têxteis.

Em contraste, o grafeno como material de nanolâmina de carbono é monumentalmente mais caro, exigindo a mineração de grafite que tem causado extensos alertas de poluição em muitas áreas do mundo, incluindo muitas províncias rurais na China e na Índia. Além disso, os produtos químicos usados ​​na mineração de grafite são tóxicos e extremamente prejudiciais para as pessoas que estão processando o material.

A aplicação das nanolâminas de carbono em si é derivada do aquecimento das fibras do líber do cânhamo por 24 horas, permitindo que as nanolâminas descasquem das fibras. Esse é um cenário ideal de produção, visto que essas fibras são consideradas resíduos, o que a maioria dos fabricantes considera um subproduto.

Espera-se que as nanolâminas de carbono derivadas do cânhamo sejam usadas em aplicações muito mais amplas do que os supercapacitores, incluindo purificação de água e ar. O professor David Mitlin, da Universidade de Clarkson, disse que planeja que o negócio tenha “desempenho de grafeno a preços de carvão ativado”. A lucratividade das nanolâminas de carbono do cânhamo não se limita apenas aos fabricantes, mas também aos agricultores, pois seus resíduos podem ser convertidos em uma fonte renovável de energia.

Pesquisa para o potencial da bateria de cânhamo

Sob a supervisão de Mitlin, alguns supercapacitores à base de cânhamo foram testados para produzir até 12 watts-hora por quilograma, superando os modelos comerciais atuais por um fator de 2 a 3 e operando sob temperaturas de congelamento de até 200 graus Fahrenheit (93,3 °C). Embora as nanolâminas de carbono do cânhamo não possam fazer tudo o que o grafeno faz, é reconhecido que armazena energia com eficiência equivalente a uma fração dos custos atuais, entre 500 a 1.000 dólares por tonelada métrica.

Mais recentemente, em setembro de 2021, uma nova pesquisa publicada no Journal of Energy Storage também sugere que a fibra de cânhamo pode ser superior a outros materiais para supercapacitores de estado sólido. O estudo mostra que o cânhamo é classificado como “muito superior” em comparação com outros materiais de carbono para energia específica. O resumo afirmava: “Além disso, o dispositivo de supercapacitor montado funciona até 2 V, fornecendo uma retenção de capacitância de ~ 85% após 10.000 ciclos”.

Os pesquisadores concluíram que esse método específico poderia levar ao “desenvolvimento de eletrodos sustentáveis ​​altamente promissores para aplicações de supercapacitores de estado sólido de alta energia”.

Espera-se que os produtos de carbono derivados do cânhamo se tornem o mainstream, agora colocando fibras liberianas residuais na produção em vez de aterros sanitários e reduzindo os níveis de poluição em conjunto. Com quase todas as tecnologias mais novas dependendo de novas fontes de energia, espera-se que as nanolâminas de carbono de cânhamo revolucionem as baterias de supercapacitores e aprimorem toda a indústria de energia, tornando-se materiais padrão no armazenamento de energia.

Fonte: Smoke Buddies Imagem: Global Hemp Association.

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Lenah Sakai

Ex-atleta, green fellow (vegetariana, minimalista), trabalhando duro para tornar as organizações, os maiores impactadores do planeta, mais sustentáveis. Formada em administração pela PUC-SP, há +10 anos atua em negócios e sustentabilidade. Fundadora do Green Business Post, co-fundadora da Ignitions Inc., do movimento Cultura Empreendedora, do DIRIAS, 1ª associação de direito digital do Brasil e da ABICANN, 1ª associação das indústrias de cannabis do Brasil. Hoje é gestora de uma rede de 5 milhões de pessoas do ecossistema empreendedor nacional e internacional.

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