Roślina konopi indyjskich może być wykorzystywana do niezliczonych celów przynoszących korzyści ludziom, i to nie tylko w charakterze marihuany medycznej czy produktów z CBD. Baterie z konopi są już znane od kilku lat.

Rusza produkcja baterii z konopi

Siedziba firmy Wisconsin Battery Co. (WinBat) znajduje się w Portage w stanie Wisconsin. Zajmuje się produkcją baterii z konopi zamiast grafenu, do użytku w urządzeniach takich jak aparaty słuchowe. Na początku tego miesiąca WinBat ogłosił, że nabył 17 akrów ziemi w Portage Industrial Park, aby rozwinąć swoją fabrykę baterii. Zgodnie z komunikatem prasowym z 21 grudnia, rozwój będzie koncentrował się bateriach przemysłowych, a także węglowych z konopi:

• Baterie przemysłowe: Tworzenie rozwiązań w zakresie magazynowania energii, które zwiększają wydajność i niezawodność systemów energii słonecznej i wiatrowej oraz maksymalizują wydajność połączeń z siecią.
• Baterie węglowe z konopi: Innowacje w zakresie zrównoważonej alternatywy dla baterii litowo-jonowych poprzez wykorzystanie węgla konopnego jako kluczowego składnika. Baterie te będą oferować lepszą gęstość energii, dłuższą żywotność, mniejszy wpływ na środowisko i wykorzystywać surowce produkowane w kraju, tym samym eliminując zagrożenia dla bezpieczeństwa narodowego związane z globalnym pozyskiwaniem litu.

Baterie li-ion zastąpią konopne

Dyrektor generalny WinBat, Jeff Greene, powiedział, że Portage będzie idealnym miejscem do budowy nowej elektrowni akumulatorów energii odnawialnej. Bierze pod uwagę zestaw umiejętności, które już posiadają, byli pracownicy Energizer.

„Oczywiście posiadanie od 400 do 500 wyszkolonych pracowników, którzy mają wiedzę na temat baterii, sprawia, że obszar ten wydaje się odpowiedni dla nowej firmy produkującej baterie. Większość osób, z którymi rozmawialiśmy, wykazała się ostrożnym optymizmem. Mieli obawy i myślę, że zamieniliśmy je w ostrożny optymizm”.

Wisconsin Battery Co. jest firmą badawczo-rozwojową i produkcyjną należącą do Sustainable Communities Corp. Zajmuje się rozwojem rozwiązań w zakresie magazynowania energii. Takie czynności przyczyniają się do bardziej zrównoważonej i czystej przyszłości.

Greene powiedział, że wpadł na ten pomysł, gdy był lobbystą firmy konopnej z Florydy. Działalność poprosiła go o znalezienie pięciu najlepszych sposobów wykorzystania włókna konopnego.

Firma zyskała lokalne wsparcie. Miasto Portage popiera cel, jakim jest realizacja tego planu. Na posiedzeniu Rady Miasta 7 grudnia władze miasta dały Greene 90 dni na opracowanie planu budowy.

Burmistrz Portage Mitchel Craig jest ostrożnym optymistą, po tym jak Energizer zdecydował się opuścić Wisconsin, zwalniając tym samym pracowników. 

Wisconsin Battery Co. będzie koncentrować się na produkcji baterii węglowych z konopi jako zrównoważonej alternatywy dla baterii litowo-jonowych, a także na produkcji baterii przemysłowych. Sprawiają, że rozwiązania w zakresie magazynowania energii dla systemów energii słonecznej i wiatrowej są bardziej wydajne i niezawodne.

Firma planuje rozwój i zatrudnienie 600 pracowników w ciągu pierwszych sześciu lat działalności. Ich celem jest rozpoczęcie działalności w miejscu, w którym Energizer zakończył swoją, tworząc baterie do aparatów słuchowych. Długoterminowym celem jest wyprodukowanie dwóch innowacyjnych baterii, które będą oferować lepszą gęstość energii, dłuższą żywotność i mniejszy ślad węglowy.

Firma koncentruje obecnie działalność w Portage, ale rozważy budowę kolejnego zakładu w Fennimore, gdzie Energizer zamyka również inny zakład produkcyjny.

„Nic nie przebije Energizera”, ale konopie mogą to zrobić. Baterie konopne działają osiem razy dłużej niż baterie litowe, przewyższając grafen za ułamek kosztów. Producenci baterii przetwarzają miazgę drzewną konopi, formując ją w nanoarkusze węglowe, których używają do budowy superkondensatorów. Zachowują się lepiej niż grafen.

Konopie siewne lepsze niż grafen

Większość energii wykorzystywanej do wydobywania i przetwarzania komponentów baterii, takich jak lit, pochodzi z paliw kopalnych emitujących CO2.

Legenda i aktywista Jack Herer przez cały czas mówił nam o tych korzyściach, które mają również zastosowanie do produkcji baterii.

„Rząd, firmy naftowe i węglowe itp. będą upierać się, że spalanie paliwa z biomasy nie jest lepsze niż zużywanie naszych rezerw paliw kopalnych, jeśli chodzi o zanieczyszczenie, ale to oczywista nieprawda” – napisał w The Emperor Wears No Clothes, powołując się na kilka źródeł.

„Dlaczego? Ponieważ, w przeciwieństwie do paliw kopalnych, biomasa pochodzi z żywych roślin, które nadal usuwają zanieczyszczenia dwutlenkiem węgla z naszej atmosfery, gdy rosną, poprzez fotosyntezę. Co więcej, paliwa z biomasy nie zawierają siarki. Można to osiągnąć, jeśli konopie są uprawiane na biomasę, a następnie przetwarzane w procesie pirolizy (zwęglania) lub biochemicznego kompostowania na paliwa zastępujące produkty energetyczne z paliw kopalnych”.

Konopie są lepsze niż grafen. Zastąpienie grafenu w bateriach to tylko kolejny sposób, w jaki konopie mogą być wykorzystywane do bardziej zrównoważonej energii.

Baterie z konopi zamiast litowych

Powyższe stwierdzenia potwierdzili naukowcy z Argentyny. Zbadali wykorzystanie odrzuconego materiału z legalnego przemysłu konopi indyjskich. Chcieli sprawdzić, czy może on być skutecznym składnikiem superkondensatorów.

Superkondensatory są tworzone w oparciu o konfiguracje ich elektrod, klasyfikowane jako symetryczne, asymetryczne lub superkondensatory typu bateryjnego. Symetryczny superkondensator, który stanowił sedno ostatnich badań przeprowadzonych w Argentynie, wykorzystuje dwie podobne elektrody.

Obiecujące wyniki zostały opublikowane w Journal of Energy Storage.

„Niniejsze badanie proponuje waloryzację odpadów konopi indyjskich (łodyg i liści) poprzez produkcję i ocenę aktywowanych biowęglowodorów jako materiałów elektrodowych dla superkondensatorów” – stwierdził zespół badaczy.

„Odpady konopi indyjskich poddano pirolizie (proces rozkładu substancji zachodzący pod wpływem wysokiej temperatury 400-1000 st. C i bez obecności tlenu oraz innych celowo dodawanych reagentów) w temperaturze 500 st. C. Następnie warunki aktywacji zmieniano w zakresie od 60 do 180 minut. Stosunek impregnacji wynosił od 1,5 do 4,5 g KOH (wodorotlenek potasu) / g pirolizowanych odpadów i stałej temperatury 850 st. C. Właściwości teksturalne zostały ocenione za pomocą skaningowej mikroskopii elektronowej, spektroskopii w podczerwieni oraz izotermy adsorpcji/desorpcji N2” – poinformował zespół naukowców na temat swojej metodologii.

„Charakterystykę elektrochemiczną przeprowadzono przy użyciu elektrolitu alkalicznego w konfiguracji trzy- i dwuelektrodowej. Przeprowadzono woltamperometrię cykliczną, pomiary galwanostatyczne ładowania i rozładowania oraz elektrochemiczną spektroskopię impedancyjną. Aktywowany biowęgiel osiągnął wysoką powierzchnię ponad 2500 m2g-1 i odpowiedni rozwój porowatości” – stwierdzili również naukowcy.

Włókno do produkcji baterii z konopi

Uprawa konopi jest przeznaczana głównie do spożycia przez ludzi, zarówno do celów rekreacyjnych, jak i medycznych (m.in susz). Jednak nie wszystkie części rośliny konopi są pożądane do tych celów. Łodygi i liście często są wyrzucane. Jeśli materiał ten można z powodzeniem wykorzystać do produkcji superkondensatorów, podaż byłaby potencjalnie wysoka.

 Wyniki te pozycjonują aktywowany biowęgiel pochodzący z pozostałości konopi indyjskich jako potencjalne materiały elektrodowe w superkondensatorach.

Badania opierają się na wcześniejszych. Według poprzednich analiz, baterie wykonane z konopi działają do ośmiu razy dłużej w porównaniu do baterii litowo-jonowych. Naukowcy wykorzystują włókna odpadowe konopi przemysłowych, które jest często wyrzucane, do produkcji baterii. Mogą być używane do zasilania elektroniki, która obecnie opiera się na bateriach li-ion.

Wcześniejszy eksperyment w celu porównania wydajności baterii konopnych i baterii litowych przeprowadził Robert Murray Smith. Bateria konopna i bateria litowa zostały podłączone do obwodu w oddzielnych momentach i monitorowane były trzy krzywe. Jedna to krzywa amperów, druga to krzywa woltów, a trzecia to krzywa woltów na ampery z rekordem próbkowania ustawionym na raz na sekundę przez łącznie pół godziny. Test przeprowadzono, obciążając zarówno konopie, jak i ogniwa litowe w tym samym sprzęcie w tym samym stopniu. Moc w przypadku ogniwa konopnego wynosiła 31, podczas gdy moc ogniwa litowego wynosiła zaledwie 4.

Jeżeli szukasz legalnych produktów konopnych to sprawdź asortyment sklepu ROLLMOPS. Znajdziesz tam szoty konopne, których musisz spróbować.

Źródła:

1. Adams M.B. (2023). High Times. Hemp-Based Battery Maker Aims to Hire Laid Off Energizer Employees Z linku: https://hightimes.com/news/hemp-based-battery-maker-aims-to-hire-laid-off-energizer-employees/
2. Northey A. (2022). University of Wisconsin-Madison. Hemp Batteries Last 8X Longer than Lithium, Outperforming Graphene for 1000th of the Cost. Z linku: https://lacrosse.extension.wisc.edu/2022/07/07/hemp-batteries/
3. Bavio A.M., Ponce M.F., Córdoba E.V., Jerez F., Ramos P.B., Mamani A., Sardella M.F. (2023). Science Direct. Medicinal cannabis industry waste for energy storage in symmetric solid-state supercapacitors Z linku: https://www.sciencedirect.com/science/article/abs/pii/S2352152X23033960
4. Schuler F. (2023). ICBC. Can Cannabis Industry Waste Be Used To Make Supercapacitors? Z linku: https://internationalcbc.com/can-cannabis-industry-waste-be-used-to-make-supercapacitors/
5. Cannabis Tech. (2017). The Hemp Battery Performs Better than the Lithium Battery Z linku: https://cannabistech.com/articles/the-hemp-battery-performs-better-than-the-lithium-battery/