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根據外媒報導,大麻電池比石墨烯更具能量

Updated: 6 days ago



眾所周知大麻是一種用途廣泛的植物,可以抽煙、食用和加工成看起來無數種不同的產品,從外用材料到塑料。


高性能儲能設備是創新的新型大麻產品中的佼佼者,科學家稱其性能要優於石墨烯和鋰。 根據研究小組的說法,該技術可用於為電動汽車,電動工具和許多其他物品供電。該發現首次在加利福尼亞州舊金山的美國化學學會會議上提出,並發表在ACS Nano雜誌上。 團隊負責人,紐約克拉克森大學的David Mitlin博士。米爾汀說:“我們以千分之一的價格製造類似石墨烯的材料。” “我們使用的大麻完全合法種植且不含THC,因此與任何娛樂性大麻沒有相關。”


大麻電池如何運作? 大麻在許多國家工業生產,用於製造服裝、繩索、建築材料、塑料製品和許多其他產品。 收割植物後,韌皮纖維(或植物的內部樹皮)通常作為廢物丟棄並扔入垃圾掩埋場。但米爾丁(Miltin)的小組發現了這些纖維的用途;他們將大麻皮“煮熟”成碳納米片,製造成超級電容器,這是一種能量存儲設備,正在徹底改變電子產品的供電方式。 超級電容器和常規電池的區別在於它們用於釋放能量的方式。 常規電池存儲能量並將能量緩慢地送到正在供電的任何設備,而超級電容器則迅速分散了它們的全部負載。 超級電容器通常用於為需要快速而強勁的能量爆發的機器提供動力,例如電動汽車。 根據米爾丁(Miltin)的研究,這些大麻電池比行業的黃金標準(石墨烯)更強大,而石墨烯的定期生產價格昂貴。這些高成本和不可持續性促使人們需要其他替代方案。米特林博士說:“ 可以利用生物廢物來做真正有趣的事情。我們幾乎已經弄清了它的秘密。訣竅是根據它們的有機結構,為合適的電氣設備定制合適的植物纖維。” 他繼續說:“例如,用香蕉皮,您可以將它們變成密集的碳塊-我們稱其為偽石墨-這對鈉離子電池來說非常有用。 但是,如果您看一下大麻纖維,它的結構恰恰相反-它使板材具有高的表面積-這非常有利於超級電容器。”他解釋說:“第一步是做飯–幾乎就像高壓鍋一樣。 稱為水熱合成。 一旦溶解了木質素和半纖維素,它就會留下這些碳納米片-偽石墨烯結構。”

石墨烯介紹

石墨烯是碳原子的單層(單層),緊密排列成六角形蜂窩結構。 它是人類已知的最薄的結構,但其強度卻是鋼鐵的200倍左右,導電性能也比銅好。就像大麻一樣,這種“奇蹟材料”具有多種用途。您可以想像,合成只有一個原子厚的材料有很多限制。 少量購買當然價格花費不多,但購買數量大的話成本花費是非常高昂的。


自2004年發現以來,石墨烯的價格一直在不斷變化。《自然》雜誌最準確的報導聲稱,一微米大小的石墨烯片的生產成本超過1,000美元,這使石墨烯成為地球上最昂貴的材料之一,科學家們繼續尋找降低石墨烯生產成本的方法或新材料。儘管大麻不能做石墨烯能做的所有事情,但在儲能方面,其性能卻可以與之媲美。Miltin說: “它們的工作溫度低至0C,並顯示出任何碳中文獻中報導的一些最佳功率-能量組合” 。 “例如,在20 kW / kg(每公斤千千瓦)的極高功率密度和20、60和100C的溫度下,能量密度分別為19、34和40 Wh / kg(瓦時/千克) 分別。 完全組裝後,它們的能量密度為12 Wh / kg,可以在不到6秒的充電時間內實現。”


除了明顯的經濟利益外,大麻還可以在世界各地的不同氣候下種植。 在完全應用到現實世界之前,需要做更多的研究,但是大麻電池(以及塑料,混凝土等)是未來的趨勢。





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