Akkukapazitäten und Laufzeiten sind derzeit ein großes Thema. In Zeiten, in denen Displays immer größer werden, immer höher auflösen und wir uns dem Octa-Core-Prozessor annähern, muss man ernsthaft darüber nachdenken, wie man diese Hardware mit Energie versorgen kann. Bisher war immer nur Graphen oder Lithium im Gespräch. Wissenschaftler aus den USA werden nun einen anderen Rohstoff in die Diskussion. Es handelt sich um Hanf. Demnach könnte Hanf die Zukunft der Akkulaufzeiten und Superkondensatoren sein.

Diese Erkenntnis gewann nun ein Team von Wissenschaftlern um David Mitlin. Mitlin ist Wissenschaftler der Clarkson University in Potsdam/ New York. Er und sein Team haben bewiesen, dass Hanf eine bessere und vor allem auch grünere Alternative für kommende Superkondensatoren darstellen kann.

Herstellung

Doch wie kann so etwas möglich sein? Der Versuchsaufbau ist schnell erklärt: In einem zweistufigen Erhitzungsprozess, in dem Hanf-Bast erhitzt wird, werden sehr effiziente Karbon-Elektroden hergestellt. Hierfür muss man lediglich die Fasern für 24 Stunden bei ca. 121 erhitzen. Das übrig gebliebene Material wird im Anschluss noch weiter mit intensiver Hitze bearbeitet. Dadurch zerfällt der Hanf zu Karbon-Nanoschichten. Dieses Material ist nun in der Lage, gleich viel Energie zu tragen, wie im Labor hergestelltes Graphen. Dabei hat der Hanf einen wesentlichen Vorteil: Hanf ist signifikant günstiger als Graphen.

Superkondensatoren

Superkondensatoren haben einen großen Vorteil gegenüber herkömmlichen Akkutechnologien. Derzeitige Akkumulatoren müssen über eine lange Zeit aufgeladen werden. Superkondensatoren können im Gegensatz dazu, sehr schnell Energie aufnehmen. So reicht es zum Beispiel Sie wenige Sekunden mit Energie zu versorgen, um sie vollständig aufzuladen.

Das Problem bisher war nur, das sie viel weniger Energie aufnehmen konnten, als Akkus. Graphen war bisher der große Hoffnungsträger. Das könnte sich aber nun geändert haben, denn das team um David Mitlin konnte erfolgreich die Energiedichte der Superkondensatoren aus Hanf erhöhen.

„Wir haben das Geheimnis quasi kapiert. Der Trick dabei ist, die Struktur eines Anfangsmaterials zu verstehen, um die Verarbeitung dann so einzustellen, damit daraus etwas entsteht, was rechtmäßig als erstaunliche Eigenschaften bezeichnet werden kann“

– David Mitlin

Viele Experimente klingen in der Theorie sehr praktikabel und zukunftsweisend. Bei den meisten kann im Nachhinein aber nicht die Machbarkeit unter Beweis gestellt werden. Um zu verdeutlichen, wie weit das Experiment mit Hanf bereits fortgeschritten ist, muss man sich nur den Stand der Entwicklung vor Augen halten.

Es geht nicht mehr darum zu zeigen, dass das Experiment Erfolg haben könnte. Mitlin und sein Team bereiten derzeit schon die erste kleine Produktion vor.

Was sagt ihr zum Hanf als zukunftsweisendes Material im Bereich Superkondensatoren?

Zum Schluss noch ein kurzes Video über den Versuch:

Bildquelle: 1bis3.de