Wetenschappers aan de Universiteit van Alberta hebben een proces ontwikkeld dat grafeen-achtige nanomaterialen – geschikt voor gebruik in supercondensatoren – maakt van hennep afval.
Grafeen kan op een dag gebruikt worden in batterijen, zonnecellen, transparante elektroden en tal van andere elektronische gadgets maar tot op heden blijft grafeen vrij duur om te produceren.
Onderzoekers van de Universiteit van Alberta vonden een mogelijk (voorlopig) alternatief en vertoonden een goedkoop proces om agrarisch afval om te zetten in grafeengelijkende nanomaterialen voor het gebruik in energieopslag in elektronica.
Hennep is een grote, mooie en gracieuze eenjarige plant waarvan de hoogte kan oplopen tot meer dan vier meter. Terwijl hennep (Cannabis sativa) en marihuana (cannabis sativa var. Indica) afkomstig zijn van een soortgelijke plantensoort zijn ze zeer verschillend. Er bestaat heel wat desinformatie over deze planten, – het met ‘drugs’ geässocieerde krystal delta-9-tetrahydrocannabinol (Δ9-THC) dat groeit op de bloem en bladen van de cannabis plant is menig maal de reden dat de plant in het slechte daglicht komt te staan – met verreikende effecten op sociaal-economisch gebied als op milieugebied want de plant biedt heel wat voordelen mede omdat weinig teelt zoveel mogelijke toepassingen kent als industriële hennep.
Chemisch ingenieur David Mitlin uit de universiteit van Alberta vertelde dat de bast (of bastvezels) van hennep – een afvalproduct in de industriële hennep productie – geschikt is voor verwerking tot nanosheets. Aan ACS meldde hij dat de bast een nanocomposiet is, opgebouwd uit lagen van lignine, hemicellulose en cellulose. Op de juiste manier verwekt scheidt het in nanosheets vergelijkbaar met grafeen.
De verwerking omvat het verwarmen van de bast om de lignine en hemicellulose af te breken en de kristallijne cellulose te verkolen gedurende 24 uren. Het resulterende materiaal wordt behandeld met kaliumhydroxide, verwarmd tot tussen de 700 en 800 ° C, op welk punt het schilfert in vellen met poriën tussen 2 nm en 5 nm in diameter. De poriën verstrekken de weg om snel te laden en ontladen als de hennep-afval elektroden geassembleerd worden met een ionisch elektrolyt.
Yury Gogotsi, een materiaalwetenschapper aan de Drexel Universiteit ziet nog ruimte voor verbetering. Wel wijst hij erop dat het 24-uurs hoge-temperatuur-proces bij opschaling enige verbonden kosten met zich zal meebrengen. Maar hij is onder de indruk van deze eerste stap.
Als onderzoekers nanogestructeerde materialen uit het lab naar de markt willen brengen zal de sleutel tot succes liggen bij het vinden van schaalbare productiemethoden zoals deze, besluit Gogotsi.
Bron: cen.acs.org