Mientras el grafeno sigue siendo la promesa eterna para mejorar los supercondensadores, que podrían algún día sustituir o acompañar a las baterías en los vehículos eléctricos, algunos investigadores han decidido pasarse al cáñamo por su bajo precio y sus estupendas propiedades.
Plantas de la familia de la marihuana que al ser quemadas y mezcladas con otros productos dan como resultado un compuesto de laminas similares al grafeno y que ya ha sido empleado en la producción de supercondensares con un excelente rendimiento.
Las propiedades más interesantes del grafeno de cara al almacenamiento de energía es su grandísima relación superficie/volumen y su excelente conductividad. Sin embargo, el bajo nivel su producción y su elevado precio no son aun apropiados para la comercialización de acumuladores basados en esa tecnología.
Obtener un material similar al grafeno con una buena relación superficie/volumen a un precio mucho más asequible podría ser posible a partir de desechos de industria del cañamo. David Mitlin, en colaboración con sus compañeros de la Universidad de Alberta, ha desarrollado un proceso para obtener un sucedáneo de grafeno a partir de cáñamo.
El cáñamo ha sido utilizado desde la antigüedad por su naturaleza fibrosa para la confección de prendas textiles y utensilios, aunque su producción se ha visto afectada en muchos lugares por prohibiciones poco especificas sobre el cultivo de marihuana. Sin embargo muchas variedades de cáñamo no contienen apenas componentes psicoactivos y se trata de una planta de fácil cultivo y gran productividad.
La idea de Mitlin consiste en utilizar la parte mas fibrosa de la planta, que normalmente se desecha en la industria del cañamo, y que está compuesta por un polímero natural llamado lignina y por dos tipos de celulosas. “La fibra del cáñamo es un nanocompuesto (…) que procesado de la forma adecuada se separa en nanocapas similares al grafeno”.
Para ello se carboniza parte de la celulosa y se mezcla el resto con hidróxido de potasio a altas temperaturas, provocando una exfoliación en laminas con poros de entre 2 y 5 nanometros de diámetro. El material resultante es muy buen conductor y ya lo han probado fabricando electrodos para un supercondensador.
El rendimiento obtenido es mejor que el de los supercondensadores disponibles comercialmente, tanto en densidad energética como en estabilidad térmica. El acumulador fabricado a partir de cáñamo es capaz de producir hasta 12 Wh/kg, el doble que los supercondensadores en el mercado, y trabajar desde temperaturas bajo cero y por encima de los 100 grados Celsius.
Los supercondesadores son una alternativa muy interesante para vehículos eléctricos, y pueden satisfacer los requisitos de estos con densidades de carga muy inferiores a las baterías de ion litio, como vimos en el estudio de IDTechEx. Mientras que el grafeno no equipare su precio al del carbon activo usado en la actualidad en los electrodos, a unos 30 euros el kilo, las nanolaminas de carbono obtenidas a partir del cáñamo pueden ser una opción buena y barata. El equipo de la Universidad de Alberta asegura haber “pasado la fase de prueba de concepto para (obtener) un supercondensador totalmente funcional. Ahora estamos preparándonos para producir a pequeña escala”.
Fuente | ACS
