Конопля и электричество

Английский садовник Питер Коллинсон призывал своих американских корреспондентов выращивать, шелк, виноград, лён и коноплю. К его советам прислушивался даже президент США Бенджамин Франклин, который с помощью конопли смог доказать, что в атмосфере есть электричество.

Во время грозы 1752 года Франклин запустил  воздушного змея, управляемого с помощью пенькового шпагата.  Он знал, что во влажном состоянии пенька проводит электричество. Как только змей взлетел высоко, Франклин заметил, что свободные нити внезапно встали прямо, в направлении его руки, Это подтвердило догадки, что в грозу в атмосфере возникают электрические заряды, которые можно уловить. Поэтому, чтобы экспериментатора не ударило током,  окончание троса было сделано из шелковой нити.

  фото Wikipedia

Впрочем, идею садовника использовать для переработки стеблей конопли механическую машину с металлическими зубчатыми колесами Б. Франклин не поддержал: в 1837 году и США, и Великобритания  не тратились на технику: непосильную работу по обработке конопли выполняли рабы. Да, и в дальнейшем, когда были созданы машины для конопли,  процветание американского коноплеводства основывалось на рабском труде. Возможно поэтому, конопля считалась трудным материалом.

 рисунок 1847 года "Из жизни рабов"

И вот, в начале второго десятилетия ХХ1 века группа исследователей во главе с Дэвидом Митлином, профессором-инженером Университета Кларксона представила на конференции Американского химического общества в Сан-Франциско доклад об использовании в суперконденсаторах нанолиста из пенькового волокна (статья опубликована в журнале Nano Journal Американского химического общества).

Ученые обнаружили, что нанопленочные электроды из конопли, используемые с электролитом, создали суперконденсаторы с плотностью энергии 12 ватт-часов на килограмм, способные перезарядиться за 6 секунд. Митлин (в настоящее время - профессор машиностроения в Техасском университете в Остине) утверждает, что атомная структура конопли напоминает сотовую структуру графена. Авторы предположили, что конопля - потенциальный ингредиент супераккумуляторов, способный в будущем ускорить процесс зарядки телефона или электромобиля, так как превосходит характеристики графена или эквивалентна ему по силе. Этот, один из лучших в мире проводников электричества материал, который получают из минерального графита, стоит тысячи долларов за унцию. 

В 2014 году команда Митлина создала стартап Alta Supercaps, чтобы производить в небольших масштабах суперконденсаторы и батарейки на кнопочных элементах на основе конопли. Однако год спустя фирма была закрыта. В 2018 году публичная компания Sparkle Holdings, LLC (Рочестер), которая выращивает коноплю для производства СВД, приобрела двадцать три патента Alta Supercaps на конопляные батареи. Как сообщает генеральный директор Sparkle, Мик Стадлер, патенты потребовались, чтобы начать работу по созданию «бездефектного двухмерного конопляного графена для батарей» то есть, вместо «добычи графита обрабатывают растение» и получают аналогичный материал на основе био-графена».

Пока обнадеживающие результаты, позволяющие наладить промышленное производство конопляных батарей, не получены. И пока на рынке нет конопляных суперконденсаторов. Однако специалисты в области аккумуляторов, особенно в Китае, продолжают публиковать исследования по использованию конопли в качестве альтернативы графену.

Источник