Werden Hanfbatterien den Weg für die nächste Generation von Elektrofahrzeugen ebnen?
Die Vorteile der Hanfpflanze sind vielfältig und zahlreich. Hanf war seit dem Aufstieg unserer Spezies eine Begleitpflanze wandernder Stämme und entwickelte sich von der primitiven Verwendung als Faser und Kleidung zu raffinierten Papier und Biokraftstoff. In jüngster Zeit haben Hanfbatterien aus weggeworfenen Hanffasern dazu beigetragen, den Abbau seltener Mineralien zu verlangsamen und könnten den Weg für eine nachhaltige Zukunft.
Hanfbatterien sind Superkondensatoren
Ein Kondensator ist ein elektronisches Bauteil, das elektrische Ladung für kurze Zeit speichert. Superkondensatoren haben eine höhere Kapazität als herkömmliche Elektrolytkondensatoren und verfügen über große Energiespeicher, die schnell freigesetzt werden können, um Dinge in Bewegung zu setzen.
Superkondensatoren bilden das Rückgrat vieler Funktionen von Elektrofahrzeugen. Beim Beschleunigen aus dem Stand benötigt jedes Fahrzeug aufgrund fehlender kinetischer Energie einen zusätzlichen Energieschub. Genau das ist die Aufgabe des Superkondensators. In regenerativen Bremssystemen laden sich Superkondensatoren mit der beim Bremsen erzeugten Energie auf. Durch die kurzzeitige Speicherung können sie die zusätzliche Energie liefern, die zum Wiederbeschleunigen benötigt wird.
Herkömmliche Lithium-Ionen-Batterien speichern Energie und geben sie langsam wieder ab. Superkondensatoren hingegen entladen ihre gesamte Ladung schnell, um große Energiemengen bereitzustellen. Sie arbeiten typischerweise zusammen, um ein Auto in Bewegung zu setzen und zu halten. Hanfbatterien funktionieren wie Superkondensatoren, da sie Energie schnell verbrauchen und derzeit keine großen Energiereserven speichern können, wie dies bei einer Lithiumbatterie der Fall wäre.
Hanfbatterien – Innovationen aus Abfall
Während viele glauben, dass derartige Hightech-Elektronik aus tief in der Erde vergrabenen Edelmetallen hergestellt würde, liegt der Rohstoff für diese neue Form von Superkondensatoren viel näher an der Oberfläche.
Abfallfasern aus der Hanfernte eignen sich ideal zur Herstellung dünner Substratschichten, die das Innere eines Superkondensators auskleiden. Durch die Umwandlung der Rinde der Hanfpflanze in Kohlenstoff-Nanoschichten arbeiten die resultierenden Superkondensatoren genauso effektiv wie das Industriestandard-Graphenmaterial, das deutlich teurer und weniger umweltfreundlich ist.
A Studie Eine 2014 veröffentlichte Studie beschreibt eine neue Methode zum Recycling von Hanfabfällen zur Herstellung von Superkondensatoren. Der Forscher Dr. Mitlin, der die Studie leitete, beschrieb den Umwandlungsprozess der inneren Rinde der Hanfpflanze, die normalerweise weggeworfen wird. Hanffasern eignen sich im Wesentlichen ideal zur Herstellung großer Platten mit großer Oberfläche. Das resultierende Material ist stärker als Diamanten und leitfähiger als Kupfer.
Um die Folie zu erhalten, lösen die Hersteller zunächst Lignin und Zellulose auf, wodurch reine Kohlenstoff-Nanofolien entstehen. Durch die Umwandlung dieser Folien in Elektroden und die Zugabe einer ionischen Flüssigkeit Der resultierende Superkondensator kann sowohl hinsichtlich der Energiedichte als auch des Betriebstemperaturbereichs mit Alternativen mithalten.
Die versteckten Kosten des Abbaus seltener Erden
Weltweit kommt es beim Abbau seltener Mineralien für die kommerzielle und industrielle Elektronik zu zahlreichen Menschenrechtsverletzungen. Hanfbatterien bieten daher für alle, denen Nachhaltigkeit am Herzen liegt, vielversprechende Möglichkeiten.
In einem Studie veröffentlicht in der Zeitschrift Ressourcen (2014) äußerten führende Forscher ihre Besorgnis über das anhaltende Wachstum des Abbaus seltener Erden trotz praktikabler Alternativen wie Hanfbatterien. Die Studie verwies auf die „wachsenden sozialen und ökologischen Bedenken“ in China hinsichtlich des Wachstums des Bergbaus und der Mineralverarbeitung. Sie stellte außerdem den Mangel an praktikablen Alternativen in Frage.Insgesamt unterstreicht die Studie die Notwendigkeit einer stärker zirkulären Lieferkette, die den industriellen und ökologischen Prinzipien der Wiederverwendung und des Recyclings folgt.
Die Verwendung von Pflanzenabfällen zur Herstellung von Batterien ist im Energiesektor nichts Neues. Forscher der Universität Alberta in Kanada haben es sogar geschafft, konvertiert Bananenschalen werden zu dichten Kohlenstoffblöcken verarbeitet, die in Batterieanoden sowohl in Natrium-Ionen-Batterien (NIB) als auch in Lithium-Ionen-Batterien (LIB) verwendet werden.
Bioabfälle bieten unternehmerisch denkenden Menschen die Möglichkeit, die Gesellschaft nachhaltig voranzubringen.
Die Nachteile von Hanfbatterien
Während viele schnell verkünden, Vorteile von Hanf, einschließlich CBD-Öl, steckt hinter jedem dieser Vorteile meist mehr, als man auf den ersten Blick sieht. Superkondensatoren sind zwar für eine Vielzahl von Anwendungen äußerst nützlich, sind aber keine Batterien im herkömmlichen Sinne. Sie bieten nicht die länger anhaltende Speichermöglichkeit wie Lithium. Hanfbatterien ermöglichen vielmehr die vorübergehende Speicherung einer Ladung, die schnell genutzt werden kann. Aus diesem Grund müssen Elektroautos in der Regel auf langen Fahrten aufgeladen werden. Daher können Hanfbatterien Lithium-Ionen-Batterien derzeit nicht ersetzen.
Die Entwicklung von Hanfbatterien ist noch weit, aber Fortschritte und kontinuierliche Verbesserungen werden kommen. Erste Forschungsergebnisse deuten darauf hin, dass Hanfbatterien ein wichtiger Schritt in eine nachhaltigere Zukunft sein könnten.
Verweise
Ali, Saleem. (2014). Soziale und ökologische Auswirkungen der Seltenerdindustrie. Resources. 3. 123-134. 10.3390/resources3010123.
Quelle: RxLeaf