钜大LARGE | 点击量：430次 | 2023年06月09日
最新研究显示大麻电池性能要高于锂离子电池和石墨烯电池
大麻（hemp）是一种用途广泛的农作物，它不仅可以用在工业、服装、食品和纸张上，新的研究显示，大麻电池甚至比锂和石墨烯更强大。美国研究员表示，电动汽车和电动工具可以利用这种大麻技术。
专门从事储能和电动汽车技术的公司AlternetSystems已在美国纽约购买土地，为了种植大麻作为超级电容器的材料，这种储能形式的充电速度比锂离子电池或任何其他类型的储能器都还快得多。2019年二月，AlternetSystems聘请了纽约克拉克森大学的教授DavidMitlin，他多年来一直在研究大麻的储能系统。
Mitlin表示，「人们问我，为何用大麻？我说，为何不用？我们正在以千分之一的价格制造类似石墨烯的材料，而且我们用的是废料。我们使用的大麻完全是可以合法种植的，它完全没有四氢大麻酚（THC），因此不会与任何娱乐性活动有叠加。」
Mitlin的研究使用大麻韧皮（大麻内部的皮）和大麻加工过程中的废料，来代替超级电容器中昂贵的石墨烯材料，他将剩下的大麻韧皮废料「煮」成碳奈米片，该过程称为热液合成用途（hydrothermalsynthesis）。
Mitlin表示，「生物性废弃物可以做很多有趣的东西，例如香蕉皮，你可以将它们变成密集的炭块，我们称它称为伪石墨，这对钠离子电池来说是好东西。不过，假如你看大麻纤维，它的结构是相反的，它用高表面积做出许多的片，这在超级电容器里非常有用。」
符合Exic IIB T4 Gc防爆标准
充电温度：0~45℃
-放电温度：-40~+55℃
-40℃最大放电倍率：1C
-40℃ 0.5放电容量保持率≥70%
大麻韧皮被熬煮后，「你将木质素和半纤维素溶解，并留下这些碳纳米片，也就是伪石墨烯结构」。这些超级电容器可在很宽的温度范围和高能量密度下运作。
这经过同侪评阅的论文将该设备评为「比石墨烯做的商用设备更好或相当」。
Mitlin表示，「它们的运作温度低至0C时，会显示出任何碳中所见过最佳的功率能量组合。例如，在20kW/kg的极高功率密度，和20、60、100C的温度下，能量密度分别为19、34、40Wh/kg，在完全组装后，能量密度为12Wh/kg，可以在不到6秒的时间内充电。」
锂离子电池并不完美，它们要很长的时间才能充电，由于内部组件的磨损，它们的使用寿命也有限，尽管它们可以存储大量电能，但它们无法在瞬间供应大量电能。另一方面，超级电容器可以在几秒钟内充电并立即供应大量电能。它们具有几乎无限的生命周期，因为内部组件不会故障，并且它们可以在更宽的温度范围内充电和放电。不过，由于超级电容器的高成本和低能量密度，它们被搁置在一旁。
假如我们能够提高超级电容器的能量密度并降低成本，使它们与锂离子电池相提并论，它们就有可能会改变整个电力产业，我们将拥有非常灵活的储能装置，使用寿命将近无限，而超高的成本效益更是不用说了！
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