BATERIAS DE CÁÑAMO
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Y es que el grafeno se ha visto frenado por su astronómico coste. Algo que choca con una tendencia del mercado de las baterías donde los precios no han parado de bajar, al mismo tiempo que aumentaban las densidades energéticas. Una carrera donde el grafeno parece que va perdiendo, y que ahora tiene una alternativa de cara a la próxima generación que promete las capacidades de este, pero con un coste de una milésima parte.
Así lo ha indicado un equipo de la Universidad de Alberta, Canadá, que aseguran estar desarrollando una batería usando los restos de cáñamo. Un material orgánico procedente de los desechos que ahora podrían tener un uso mucho más interesante en sectores como el almacenamiento estacionario con una tecnología extremadamente económica.
Según los responsables del proyecto, la fibra de cáñamo cuenta con una estructura en láminas con un área de superficie alta, algo que permite su uso en aplicaciones de almacenamiento estacionario, para energías renovables, pero también para aquellos de alta potencia, como los supercondensadores.
Para su producción se usa la parte del cáñamo que se desecha. Este se cocina a presión en un proceso llamado síntesis hidrotermal. Una vez que se disuelve la lignina y la semicelulosa, quedan estas nanoláminas de carbono, una estructura de pseudografeno.
Al convertir estas láminas en electrodos y agregar un líquido iónico como electrolito, el equipo creó supercondensadores capaces de funcionar en un amplio abanico de temperaturas y elevada potencia de salida energética, aunque con bajas tasas de energía específica.
Según el equipo: «A una densidad de potencia muy alta de 20 kW/kg y temperaturas de 20, 60 y 100 °C, las densidades energéticas son de 19, 34 y 40 Wh/kg respectivamente. Algo que le sitúan a la par o mejor que los dispositivos comerciales basados en grafeno»
El resultado será un componente procedente de los desechos que busca una aplicación de valor añadido como el de las baterías. Un material que según los responsables del proyecto, casi pagan por que te lo lleves.
Esto supondrá un precio de los sistemas ya desarrollados que será una mínima parte de las baterías convencionales, y una milésima parte del grafeno, con un coste estimado de apenas 500 o 1.000 dólares por tonelada. Algo que abrirá múltiples aplicaciones tanto para el almacenamiento de energías renovables, aplicaciones donde se requiera trabajar a altas temperaturas, y que ayudará a los agricultores a lograr rentabilizar mejor sus cosechas.
La pregunta como casi siempre en estos casos es el cuándo. La respuesta sin duda es de lo más interesante ya que no hablamos de un producto milagro de futuro, y la empresa Alta Supercaps ha confirmado el inicio de la producción en una línea piloto, cuyos productos estarán destinados a aplicaciones para industrias como el gas o el petróleo, donde la temperatura es muy elevada y donde este tipo de baterías tendrá que demostrar que no son solo palabras o que no es la nueva batería milagro de la semana.
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Se han realizado las pruebas científicas para evaluar que la batería de cáñamo, además de ser más rápida es mucho más económica que las restantes.
Ya en el año 2014, científicos de la Universidad de Alberta en Edmonton en Canadá; descubrían que las fibras de los restos de cultivo de cáñamo se podían transformar en supercondensadores “ultrarrápidos”. Y además, resultaban más eficientes y económicos que los de grafeno.
Supercondensador de cáñamo
Los supercondensadores son un método para almacenar energía, como sucede con las baterías de litio; pero la densidad energética de los supercondensadores pueden ser mil veces superior que la de los condensadores convencionales.
Esta nueva batería se recarga en menos de un minuto y puede soportar más de cien mil recargas sin perder su capacidad.
Generalmente los supercondensadores se hacen de grafeno, una materia prima derivada del grafito que es un tipo de carbón. La obtención del grafeno resulta muy cara y poco sustentable.
Los científicos descubrieron cómo pueden obtener un carbono similar a partir de fibras de cáñamo para hacer nano-hojas. El proceso comprende de una exposición de las fibras de cáñamo a 175°C por el transcurso de 24hs para terminar con un shock de calor más intenso aún. Este proceso exfolia las fibras convirtiéndolas en el carbono deseado.
Esta técnica además de resultar mejor, su valor es una milésima parte del precio que obtener carbono a partir del grafeno.
Poniéndolo a prueba
El experimento fue realizado por Robert Murray Smith, Youtuber científico que ha ganado muchos seguidores en su canal.
Él observó una curva de Voltios por Amperios en baterías de cáñamo y litio; descubriendo que la potencia debajo de la celda de cáñamo era un valor de 31, mientras que la celda de litio tenía un valor de solo 4.
Aunque esto no comprueba al 100 la efectividad de las baterías de cáñamo, es una teoría que puede demostrar su efectividad.
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