p À medida que o cânhamo volta aos Estados Unidos após uma proibição de décadas de seu cultivo, os cientistas estão relatando que as fibras da planta podem conter tanta energia e potência quanto o grafeno, há muito aclamado como o material modelo para supercondensadores. Eles estão apresentando suas pesquisas, que uma empresa canadense iniciante está trabalhando para aumentar a escala, no 248º Encontro e Exposição Nacional da American Chemical Society (ACS). p David Mitlin, Ph.D., explica que os supercapacitores são dispositivos de armazenamento de energia que têm um enorme potencial para transformar a forma como os eletrônicos do futuro são alimentados. Ao contrário das baterias recarregáveis ​​de hoje, que sugam energia ao longo de várias horas, os supercapacitores podem carregar e descarregar em segundos. Mas eles normalmente não conseguem armazenar quase tanta energia quanto as baterias, uma propriedade importante conhecida como densidade de energia. Uma abordagem que os pesquisadores estão adotando para aumentar a densidade de energia dos supercapacitores é projetar eletrodos melhores. A equipe de Mitlin descobriu como fazê-los a partir de certas fibras de cânhamo - e eles podem conter tanta energia quanto o atual principal concorrente:o grafeno.

p "O desempenho eletroquímico do nosso dispositivo é igual ou melhor do que os dispositivos baseados em grafeno, "Mitlin diz." A principal vantagem é que nossos eletrodos são feitos de resíduos biológicos usando um processo simples, e portanto, são muito mais baratos do que o grafeno. "

p A corrida em direção ao supercapacitor ideal se concentrou amplamente no grafeno - um forte, material leve feito de camadas de carbono com a espessura de um átomo, que quando empilhado, pode ser transformado em eletrodos. Os cientistas estão investigando como podem tirar proveito das propriedades exclusivas do grafeno para construir células solares melhores, sistemas de filtragem de água, tecnologia de tela de toque, bem como baterias e supercapacitores. O problema é que é caro.

p O grupo de Mitlin decidiu ver se eles poderiam fazer carbonos semelhantes ao grafeno a partir de fibras liberianas de cânhamo. As fibras vêm da casca interna da planta e muitas vezes são descartadas das indústrias de rápido crescimento do Canadá que usam cânhamo para roupas, materiais de construção e outros produtos. Os EUA podem em breve se tornar outro fornecedor de bast. Agora permite o cultivo limitado de cânhamo, que ao contrário de seu primo próximo, não induz altos.

p Os cientistas há muito suspeitavam que a fibra de cânhamo tinha mais valor - era apenas uma questão de encontrar a maneira certa de processar o material.

p "Nós praticamente descobrimos o ingrediente secreto disso, "diz Mitlin, que está agora na Clarkson University em Nova York. "O truque é realmente entender a estrutura de um material inicial e ajustar como ele é processado para dar a você o que poderia ser chamado de propriedades incríveis."

p Sua equipe descobriu que se eles aquecessem as fibras por 24 horas a pouco mais de 350 graus Fahrenheit, e, em seguida, explodiu o material resultante com calor mais intenso, ele iria esfoliar em nanofolhas de carbono.

p A equipe de Mitlin construiu seus supercapacitores usando os carbonos derivados do cânhamo como eletrodos e um líquido iônico como eletrólito. Totalmente montado, os dispositivos tiveram um desempenho muito melhor do que os supercondensadores comerciais em densidade de energia e na faixa de temperaturas nas quais eles podem trabalhar. Os dispositivos baseados em cânhamo produziram densidades de energia de até 12 watts-hora por quilograma, duas a três vezes maior do que as contrapartes comerciais. Eles também operam em uma faixa de temperatura impressionante, de congelamento a mais de 200 graus Fahrenheit.

p "Passamos do estágio de prova de princípio para o supercapacitor totalmente funcional, ", diz ele." Agora estamos nos preparando para a fabricação em pequena escala. "