大麻（hemp）是一種用途廣泛的農(nóng)作物，它不僅可以用在工業(yè)、服裝、食品和紙張上，新的研究顯示，大麻電池甚至比鋰和石墨烯更強(qiáng)大。美國(guó)研究員表示，電動(dòng)汽車和電動(dòng)工具可以利用這種大麻技術(shù)。

專門從事儲(chǔ)能和電動(dòng)汽車技術(shù)的公司AlternetSystems已在美國(guó)紐約購(gòu)買土地，為了種植大麻作為超級(jí)電容器的材料，這種儲(chǔ)能形式的充電速度比鋰離子電池或任何其他類型的儲(chǔ)能器都還快得多。2019年2月，AlternetSystems聘請(qǐng)了紐約克拉克森大學(xué)的教授DavidMitlin，他多年來(lái)一直在研究大麻的儲(chǔ)能系統(tǒng)。

Mitlin表示，「人們問(wèn)我，為什么用大麻？我說(shuō)，為什么不用？我們正在以千分之一的價(jià)格制造類似石墨烯的材料，而且我們用的是廢料。我們使用的大麻完全是可以合法種植的，它完全沒(méi)有四氫大麻酚（THC），因此不會(huì)與任何娛樂(lè)性活動(dòng)有重疊?！?/p>

Mitlin的研究使用大麻韌皮（大麻內(nèi)部的皮）和大麻生產(chǎn)過(guò)程中的廢料，來(lái)代替超級(jí)電容器中昂貴的石墨烯材料，他將剩下的大麻韌皮廢料「煮」成碳奈米片，該過(guò)程稱為熱液合成作用（hydrothermalsynthesis）。

Mitlin表示，「生物性廢棄物可以做很多有趣的東西，例如香蕉皮，你可以將它們變成密集的炭塊，我們稱它稱為偽石墨，這對(duì)鈉離子電池來(lái)說(shuō)是好東西。不過(guò)，如果你看大麻纖維，它的結(jié)構(gòu)是相反的，它用高表面積做出許多的片，這在超級(jí)電容器里非常有用?！?/p>

大麻韌皮被熬煮后，「你將木質(zhì)素和半纖維素溶解，并留下這些碳納米片，也就是偽石墨烯結(jié)構(gòu)」。這些超級(jí)電容器可在很寬的溫度范圍和高能量密度下運(yùn)作。

這經(jīng)過(guò)同儕評(píng)閱的論文將該設(shè)備評(píng)為「比石墨烯做的商用設(shè)備更好或相當(dāng)」。

Mitlin表示，「它們的運(yùn)作溫度低至0C時(shí)，會(huì)顯示出任何碳中所見(jiàn)過(guò)最佳的功率能量組合。例如，在20kW/kg的極高功率密度，和20、60、100C的溫度下，能量密度分別為19、34、40Wh/kg，在完全組裝后，能量密度為12Wh/kg，可以在不到6秒的時(shí)間內(nèi)充電?！?/p>

鋰離子電池并不完美，它們需要很長(zhǎng)的時(shí)間才能充電，由于內(nèi)部組件的磨損，它們的使用壽命也有限，盡管它們可以存儲(chǔ)大量電能，但它們無(wú)法在瞬間提供大量電能。另一方面，超級(jí)電容器可以在幾秒鐘內(nèi)充電并立即提供大量電能。它們具有幾乎無(wú)限的生命周期，因?yàn)閮?nèi)部組件不會(huì)故障，并且它們可以在更寬的溫度范圍內(nèi)充電和放電。不過(guò)，由于超級(jí)電容器的高成本和低能量密度，它們被擱置在一旁。

如果我們能夠提高超級(jí)電容器的能量密度并降低成本，使它們與鋰離子電池相提并論，它們就有可能會(huì)改變整個(gè)電力產(chǎn)業(yè)，我們將擁有非常靈活的儲(chǔ)能裝置，使用壽命將近無(wú)限，而超高的成本效益更是不用說(shuō)了！