Almacenamiento de energía a partir de fibras de cáñamo
Con un movimiento global
hacia las energías renovables, el profesor David Mitlin cree que habrá un
mercado masivo para baterías económicas producidas a partir de materiales
orgánicos.
Por Roberto Andrés para
Sustentartv
Desde hace años el profesor
David Mitlin viene desarrollando una nueva tecnología de almacenamiento de
energía a base de cáñamo de cannabis. “Empleando un precursor de biomasa con
una estructura única, la fibra de líber del cáñamo”, Mitlin junto a otros
colegas, logró una “exitosa síntesis hidrotermal de nanohojas de carbono
bidimensionales, pero interconectadas, con propiedades de almacenamiento
electroquímico superiores comparables a las de los electrodos de última
generación basados en grafeno”. Así lo anunciaron en 2013, en su estudio Interconnected
Carbon Nanosheets Derived from Hemp for Ultrafast Supercapacitors with High
Energy, publicado en la American Chemical Society.
Esta nueva ruta de síntesis de
precursores presenta un gran potencial para la producción fácil a gran escala
de carbonos de alto rendimiento para el almacenamiento de energía. Según Bloomberg
New Energy Finance, el mercado mundial de almacenamiento de energía se
“duplicará seis veces” hasta 2030, con más de 300 gigavatios-hora, 125
gigavatios de capacidad y una inversión de $ 103 mil millones de dólares. Alternet
Systems, empresa que apuesta a la movilidad eléctrica y que incorporó al
profesor Mitlin para lanzar su proyecto de almacenamiento a base de cáñamo,
señaló que esta tecnología es un fuerte candidato para recibir inversión en ese
escenario.
“El rendimiento electroquímico
de nuestro dispositivo está a la par o mejor que los dispositivos basados en
grafeno”, dijo Mitlin en diálogo con la publicación de la American Chemical
Society. "La ventaja clave es que nuestros electrodos están hechos de
residuos biológicos mediante un proceso simple y, por lo tanto, son mucho más
baratos que el grafeno”. Debido a su resistencia y peso ligero, los fabricantes
utilizan grafeno, un material compuesto por una capa de carbono de un átomo de
espesor, para crear nanohojas para electrodos de condensadores. Sin embargo, es
bastante caro. Al calentar la estopa de cáñamo durante 24 horas a 350 F y luego
agregar aún más calor, Mitlin descubrió que pueden convertirla en nanohojas de
carbono, al igual que las convencionales.
Según señaló el grupo de
Mitlin, “las nanoláminas de grafeno resultantes poseen propiedades
fundamentalmente diferentes (distribución del tamaño de los poros,
interconexión física y conductividad eléctrica) en comparación con los carbones
activados convencionales derivados de la biomasa. Los electrodos fabricados a
partir de nuestros materiales funcionan hasta 0 C y muestran algunas de las
mejores combinaciones de energía eléctrica informadas en la literatura para
cualquier carbono. Por ejemplo, a una densidad de potencia muy alta de 20 kW kg
1 y 20, 60 y 100 C, las densidades de energía son 19, 34 y 40 Wh kg 1,
respectivamente. Cuando se considera el dispositivo completo, se puede lograr
una densidad de energía de 8 10 Wh kg 1 con un tiempo de carga inferior a 6 s”.
Alternet Systems lanzó su
iniciativa de almacenamiento de energía de cáñamo a fines de 2018 y luego anunció
la obtención de acres en Nueva York para cultivar y albergar la instalación
donde se recolectará la estopa de cáñamo para realizar más investigaciones
dentro del imitativo de almacenamiento de energía de cáñamo de la compañía. La
legalización de la marihuana recreativa en 2019 en Canadá ha llevado al
cannabis al centro de atención de las noticias de inversión. Es probable que la
legalización del cultivo de cáñamo en los Estados Unidos bajo la Ley Agrícola
de 2018 sea un motor de mercado aún mayor. El cannabis, en particular el
cáñamo, tiene mucho más valor comercial que los usos recreativos o medicinales.
Actualmente, Mitlin es
profesor en la Universidad de Texas e inició en Potsdam una startup para producir
nanohojas de carbono (CNS). Con un movimiento global hacia las energías
renovables, Mitlin cree que habrá un mercado masivo para baterías económicas
producidas a partir de materiales orgánicos. “Produciremos carbones de alto
valor agregado para aplicaciones energéticas y ambientales, basados en varias
tecnologías únicas y patentadas. Nuestro primer producto será una NanoSheet de
carbono derivada de fibra de cáñamo. Planeamos venderlo para aplicaciones de
supercondensadores y baterías, así como para purificación de agua y aire”,
dijo. “Más adelante tendremos una gama de ofertas de carbono adicionales para
una variedad de usos finales”.
