Bio batterie iper efficienti con elementi derivati dalla canapa: procede l’avventura di CQuest Partners LLC

Nanofogli di carbonio 2D simili a quelli con grafene ma sintetizzati da precursori biorinnovabili come fibre di canapa, gusci di arachidi, bucce di banana, uova e altre sostanze organiche. Questa la definizione sintetica data dalla statup statunitense CQuest Partners LLC su un modello di bio batterie iper efficienti con elementi derivati dalla canapa.

Tanto per essere chiari, basta immaginarsi questi particolari accumulatori utilizzati in pannelli solari, computer portatili e negli smartphone, capaci di caricarsi molto più velocemente e di mantenere la carica molto più a lungo. Questi sono solo un paio di esempi sulle possibili applicazioni.

Un’idea che è venuta fuori nel 2013 e riconfermata nei suoi principi base nell’ambito di un meeting scientifico dell’American Chemical Society durante il 2014 grazie a una serie di ricerche della canadese University of Alberta – Chemical and Materials Engineering e del National Institute for Nanotechnology (NINT) – National Research Council of Canada.

Al centro di questa avventura è l’ingegnere David Mitlin, professore di ingegneria chimica e biomolecolare e ingegneria meccanica e aeronautica, dal 2015 alla Clarkson University con il suo gruppo di ricerca.

A lui è arrivata l’intuizione scientifica relativa ai super conduttori per un’efficiente sostituzione del costoso grafene, materiale costituito da una sequenza di atomi di carbonio legati tra loro a formare un sistema bidimensionale con spessore pari alla dimensione di un solo atomo: tanto per capirsi e dare l’immagine di qualcosa di uso comune, più piani di grafene sovrapposti formano la grafite.

Con cosa sostituire questo elemento dal notevole costo? David Mitlin sperimentò materiale di origine biologica e la combinazione risultò essere molto più efficiente di quanto preventivato e di quanto è abitualmente in uso.

Nanofoglio o nanosheet con elementi vegetali da canapa – da cquestpartners.com

Immaginatevi l’utilizzo di rifiuti ed elementi vegetali per ricavarne lamine che sfruttino la stessa (se non maggiore) capacità conduttrice, primi fra tutti gli scarti della lavorazione industriale della canapa, studio andato in  onda anche lo scorso febbraio su un video servizio giornalistico di wwnytv.com gruppo Fox.

Il costo di produzione di una soluzione del genere è ben più basso, mentre la lavorazione della canapa permette di ottenere nanofogli caratterizzati da un’elevatissima capacità di conduzione elettrica e di immagazzinamento energetico.

Il materiale principe arriva dai fusti della pianta di canapa, strati di lignina, emicellulosa: la fibra è costituita al 70 per cento da cellulosa cristallina.

Nelle prove sperimentali già portate avanti nel 2016 risultò evidente come alla temperatura di 60 gradi centigradi il supercondensatore riusciva a produrre 49 kW/kg: al confronto e alla stessa temperatura d’esercizio, il carbone attivo normalmente utilizzato negli elettrodi commerciali fornisce 17 kW/kg.

Inoltre, questa nuovo condensatore è capace di raggiungere e mantenere densità energetiche del tutto superiori a quelle di batterie agli ioni di litio.

Da lì la nascita del sodalizio fra David Mitlin, Gary e David Charboneau per dare vita alla startup CQuest Partners LLC indirizzata a produrre il nuovo dispositivo e che sullo sviluppo del progetto ha già vinto un bando federale per 229.000 dollari.

La collocazione dei laboratori a Potsdam, New York (dove si trova la Clarkson University), un impianto di produzione a Ogdensburg nello stesso stato o a Massena che si trova nella stessa area, nella Contea di St. Lawrence, permette di essere vicini ad aree agricole importanti, anche canadesi, dedite alla produzione di canapa.