Le batterie di canapa potrebbero risolvere la crisi energetica?

Posted by admin on20 luglio 2023

Le batterie di canapa apriranno la strada alla prossima generazione di veicoli elettrici?

I benefici del pianta di canapa sono varie e numerose. Coltura compagna delle tribù migratorie fin dall'ascesa della nostra specie, la canapa è passata dagli usi primitivi come fibra e abbigliamento a usi raffinati carta e biocarburanti. Recentemente, le batterie di canapa realizzate con fibre di canapa scartate hanno contribuito a rallentare l'estrazione di minerali rari e potrebbero aprire la strada a un'economia più... futuro sostenibile.

Le batterie di canapa sono supercondensatori

Un condensatore è un componente elettronico che immagazzina una carica elettrica per un breve periodo di tempo. I supercondensatori hanno una capacità maggiore rispetto a un condensatore elettrolitico standard, grandi riserve di energia che possono essere erogate rapidamente per far muovere qualcosa.

I supercondensatori costituiscono la spina dorsale di gran parte del funzionamento dei veicoli elettrici. Quando i veicoli accelerano da fermi, la mancanza di energia cinetica implica che tutti i veicoli necessitino di una spinta energetica extra durante l'accelerazione. Questo è il compito dei supercondensatori. Utilizzati nei sistemi di frenata rigenerativa, i supercondensatori si caricano utilizzando l'energia generata in frenata e, immagazzinandola per un breve periodo, possono quindi fornire l'energia extra necessaria per riprendere velocità quando il veicolo accelera nuovamente.

Le batterie agli ioni di litio convenzionali immagazzinano energia e la consumano lentamente. D'altra parte, i supercondensatori scaricano rapidamente l'intero carico per fornire elevate quantità di energia. Questi in genere lavorano insieme per avviare e mantenere un'auto in movimento. Le batterie alla canapa funzionano come i supercondensatori in quanto consumano energia rapidamente e non sono attualmente in grado di immagazzinare una grande riserva di energia, come farebbe una batteria al litio.

Batterie di canapa: innovazione dai rifiuti

Mentre molti pensano che questi dispositivi elettronici ad alta tecnologia provengano da metalli preziosi sepolti in profondità nel terreno, la materia prima per questa nuova forma di supercondensatore si trova molto più vicina alla superficie.

Fibre di scarto provenienti dal coltivazione di canapa sono ideali per formare i sottili fogli di substrati che rivestono l'interno di un supercondensatore. Con la corteccia della pianta di canapa convertita in nanosfoglie di carbonio, i supercondensatori risultanti funzionano con la stessa efficacia del grafene, materiale standard del settore, molto più costoso e meno ecologico.

UN studio Uno studio pubblicato nel 2014 ha delineato un nuovo metodo per riciclare gli scarti di canapa per produrre supercondensatori. Il ricercatore Dr. Mitlin, che ha diretto lo studio, ha descritto il processo di conversione della corteccia interna della pianta di canapa, che viene solitamente scartata. In sostanza, la fibra di canapa è ideale per produrre fogli di grandi dimensioni con un'elevata superficie, e il materiale risultante è più resistente del diamante e più conduttivo del rame.

Per ottenere il foglio, i produttori dissolvono prima la lignina e la cellulosa, ottenendo nanosfoglie di carbonio puro. Trasformando queste foglie in elettrodi e aggiungendo un liquido ionico, il supercondensatore risultante rivaleggia con le alternative in termini sia di densità energetica che di intervallo di temperatura operativa.

Il costo nascosto dell'estrazione di minerali di terre rare

Sono numerosi i casi di violazioni dei diritti umani in tutto il mondo legati alla ricerca di minerali rari utilizzati nell'elettronica commerciale e industriale. Le batterie di canapa, quindi, rappresentano un'ottima opportunità per chiunque sia attento alla sostenibilità.

In un studio pubblicato sulla rivista Risorse (2014), i ricercatori principali hanno espresso preoccupazione per la continua crescita dell'estrazione di terre rare, nonostante l'esistenza di valide alternative, come le batterie di canapa. Lo studio ha citato le "crescenti preoccupazioni sociali e ambientali" in Cina riguardo alla crescita dell'attività mineraria e della lavorazione dei minerali. Ha inoltre messo in discussione la mancanza di alternative adottabili.Nel complesso, la ricerca sottolinea la necessità di una filiera più circolare, che segua i principi industriali ed ecologici del riutilizzo e del riciclaggio.

L'utilizzo di scarti vegetali per produrre batterie non è una novità nel settore energetico. Infatti, i ricercatori dell'Università di Alberta in Canada sono riusciti a... convertito bucce di banana nei densi blocchi di carbonio utilizzati negli anodi delle batterie agli ioni di sodio (NIB) e agli ioni di litio (LIB).

I rifiuti organici offrono agli individui dotati di spirito imprenditoriale l'opportunità di far progredire la società in modo sostenibile.

Gli svantaggi delle batterie di canapa

Mentre molti sono rapidi a proclamare il benefici della canapa, incluso l'olio di CBD, di solito ognuno di questi benefici offre molto più di quanto sembri. I supercondensatori, pur essendo estremamente utili in una varietà di applicazioni, non sono in realtà batterie nel senso comune del termine. Non offrono quella modalità di accumulo più duratura offerta dal litio. Piuttosto, le batterie di canapa forniscono un accumulo temporaneo di carica che può essere sfruttata rapidamente. Questo è il motivo per cui le auto elettriche in genere devono essere ricaricate durante i lunghi viaggi su strada. Quindi, al momento, le batterie di canapa non possono sostituire le batterie agli ioni di litio.

C'è ancora molta strada da fare nello sviluppo delle batterie di canapa, ma progressi e continui perfezionamenti arriveranno. Nel frattempo, le prime ricerche indicano che le batterie di canapa potrebbero rappresentare un passo importante verso un futuro più sostenibile.