James Morgan*
As fibras resultantes dos resíduos do cultivo da cannabis industrial ou cânhamo – utilizadas para a produção de tecidos, papel, biocombustíveis – podem ser transformadas em dispositivo de armazenamento de energia de alto rendimento, segundo divulgou a BBC.
Uma equipe de cientistas “cozinhou” a cerne da cannabis para transformá-la em nano-lâminas de carbono e construiu super-condensadores “similares ou melhores que o grafeno”, o material de excelência para essa indústria.
Os investigadores estadunidenses acreditam que os automóveis e as ferramentas elétricas poderiam aproveitar essa tecnologia do cânhamo. Seus trabalhos mais recentes foram apresentados na reunião da Sociedade estadunidense de química em San Francisco.
“As pessoas perguntam: “por que a maconha”? E eu respondo: “por que não”?, disse o doutor David Mitlin da Clarkson University em Nova York, que descreveu seu trabalho na revista científica ACS Nano.
Estamos produzindo substâncias parecidas ao grafeno porém gastando uma milésima parte do preço e estamos fazendo isso com um lixo. A plantação de maconha que utilizamos é perfeitamente legal. Não têm tetrahidrocannabinol (THC), assim sendo não ha risco de aproveitamento para uso recreativo”.
Os custos
Em países como China, Canadá e Reino Unido, o cânhamo pode ser cultivado industrialmente para fazer tecidos e materiais de construção. Porém, em geral, a fibra interior termina no lixo.
A equipe de Mitlin pegou essas fibras e as reciclou até converte-las em supercondensadores: dispositivos de armazenamento de energia que estão transformando a forma com que os aparelhos eletrônicos recebem energia.
As baterias convencionais armazenam grandes reservas de energia e se alimentam lentamente enquanto que os supercondensadores podem descarregar rapidamente toda sua carga.
São ideais para máquinas que dependem de fortes descargas de força. Nos automóveis elétricos, por exemplo, os supercondensadores são utilizados para a frenagem regenerativa.
Libertar essa corrente requer eletrodos com área de entrada plana, uma das muitas propriedades fenomenológicas do grafeno, que é mais forte que o diamante, melhor condutor que o cobre e mais flexível que a borracha: “o material milagroso”. Não obstante é proibitivamente caro produzí-lo.
Fórmula secreta
Encontrar alternativas baratas e sustentáveis é a especialidade do grupo de pesquisa de Mitlin na Universidade de Alberta, no Canadá. Eles experimentaram com todo tipo de resíduos biológicos, desde musgo de turfas até ovos. Mais recentemente converteram casca de banana em baterias.
“Pode-se fazer coisas muito interessantes com os bioresíduos. Descobrimos a fórmula secreta para tirar proveito deles”, disse Mitlin. O truque é adaptar a fibra vegetal ao dispositivo elétrico correto, de acordo com sua estrutura orgânica. “As castas de banana podem ser convertidas em um bloco denso de carbono, o que chamamos pseudografite, e isso é genial para as baterias de íons de sódio”, esclareceu.
“Se, contudo, utilizamos as fibras do cânhamo, sua estrutura é diferente” faz lâminas com uma ampla superfície propícia para os supercondensadores”. O primeiro passo é “cozinhar numa panela de pressão”. Esse processo é conhecido como síntese hidrotermal.
“Uma vez que se dissolveu a linina e a semicelulose, obtêm-se essas nanolâminas de carbono, uma estrutura pseudografeno”.
Ao converter essas folhas em eletrodos y acrescentar um líquido iônico como o eletrólito, a equipe fez supercondensadores que funcional a uma ampla gama de temperaturas e uma alta densidade de energia. As comparações diretas com os dispositivos rivais são complicadas pela variedade das medidas de rendimento. o trabalho, porém, foi revisado por homólogos de Mitlin que qualificaram o dispositivo como “ao par ou inclusive melhor” que os dispositivos comerciais com base no grafeno.
“Funcionam a temperaturas menores que 0oC e possuem uma das melhores combinações de potencia de energia produzida por qualquer carbono. Por exemplo, em uma densidade de potência muito alta de 20 kW/kg (quilowatt por quilo) e temperaturas de 20oC, 60oC e 100oC, as densidades de energia são de 19,34 e 40 Wh/kg (watt-hora por quilo) respectivamente.
Uma vez armados, sua densidade de energia é de 12Wh/kg, e pode ser obtido em um tempo de carga menor que seis segundos.
Crescimento da indústria
“Obviamente, a maconha não pode fazer tudo o que o grafeno faz”, admite Mitlin. “Não obstante, para o armazenamento de energia, funcional tão bem quanto e custa uma fração do preço: entre UE$500 e US$1.000 por tonelada”.
Depois de ter estabelecido uma prova de princípios, sua companhia Alta Supercaps espera começar a fabricação em pequena escala. Prevê comercializar dispositivos para as indústria de petróleo e gás em que a operação em altas temperaturas é um ativo valioso.
Sua mudança para os Estados Unidos coincide com mudanças nas atitudes de controle, com indícios de que a maconha poderia estar reaparecendo livremente. Na China é cultivada extensivamente e no Canadá a indústria têxtil está crescendo.
“Próximo a minha casa, em Alberta, há uma instalação de processamento de maconha agrícola e toda fibra foi retirada de lá, não sabem o que fazer com ela”, relatou. “É um produto de descarte em busca de uma aplicação que lhe outorgue valor agregado. Tem gente pagando para se desfazer da fibra da maconha”.
Se a tecnologia realmente se desenvolver, poderá ajudar as economias, argumenta. “É uma planta robusta. Muitos agricultores gostariam muito de cultivar maconha”.
