nedelja, 07. december 2014

Konoplja za energijsko učinkovito baterijo


HempGrafen (čisti ogljik zložen v zelo tanko (atomsko) plast)  je v zadnjih letih požel veliko zanimanja kot material za bodoče aplikacije v elektroniki, medicini, itd. Iz enostavne enačbe za kapacitivnost  preprostega ploščnega kondenzatorja C=er*e0*A/d, kjer je A površina plošče, d razdalja med ploščama in er relativna dielektričnost, lahko hitro ugotovimo, da je za zvečanje kapacitivnosti potrebno imeti čim večjo površino plošč in čim manjšo razdaljo med ploščama. In seveda dober vmesni material, ki se ob vnosu v električno polje močno polarizira, kar opišemo z relativno dielektričnostjo. No, grafen ima veliko površino na težo, kar 2630 m2/g, kar teoretično omogoča kapacitivnosti velikosti 550 F/g.  


Kot kaže, pa je mogoče nekaj podobnega ali celo boljše doseči iz lubja marihuane. Kdo bi si mislil? Za to ne potrebujete niti tiste, ki vsebuje THC. Zato se kondenzatorsko marihuano lahko goji kot industrijsko rastlino. Če prav razumem, so v ta namen stebla izpostavili visoki temmperaturi in potem še dodatni toplotni obdelavi in dosegli razkroj stebla in ob tem zelo tanke plasti ogljika, ki so bile precej podobne plastem grafena. Ta material so uporabili za izdelavo elektrod v kondenzatorju in dobili odlične rezultate z gostoto energije 12 W/kg. 
Začnimo torej gojiti konopljo - za dobre kondezatorje. 

Zaključna misel: včasih ima tisto, kar navidezno deluje kot popolni odpadek, s katerim si ne moremo nič pomagati in ne vemo, kako bi se ga znebili, največjo vrednost !?


Več: 


Abstract ImageIz abstrakta članka:
We created unique interconnected partially graphitic carbon nanosheets (10–30 nm in thickness) with high specific surface area (up to 2287 m2 g–1), significant volume fraction of mesoporosity (up to 58%), and good electrical conductivity (211–226 S m–1) from hemp bast fiber. The nanosheets are ideally suited for low (down to 0 °C) through high (100 °C) temperature ionic-liquid-based supercapacitor applications: At 0 °C and a current density of 10 A g–1, the electrode maintains a remarkable capacitance of 106 F g–1. At 20, 60, and 100 °C and an extreme current density of 100 A g–1, there is excellent capacitance retention (72–92%) with the specific capacitances being 113, 144, and 142 F g–1, respectively. These characteristics favorably place the materials on a Ragone chart providing among the best power–energy characteristics (on an active mass normalized basis) ever reported for an electrochemical capacitor: At a very high power density of 20 kW kg–1 and 20, 60, and 100 °C, the energy densities are 19, 34, and 40 Wh kg–1, respectively. Moreover the assembled supercapacitor device yields a maximum energy density of 12 Wh kg–1, which is higher than that of commercially available supercapacitors. By taking advantage of the complex multilayered structure of a hemp bast fiber precursor, such exquisite carbons were able to be achieved by simple hydrothermal carbonization combined with activation. This novel precursor-synthesis route presents a great potential for facile large-scale production of high-performance carbons for a variety of diverse applications including energy storage.