Da quando il film Reefer Madness è stato girato (nel 1936), gli americani hanno avuto una paura patologica della Canapa. Per questo motivo, l’umile pianta di canapa, che può avere più usi di qualsiasi altra coltura esistente, è stata trattata con disprezzo. Eppure proprio la canapa potrebbe essere una componente chiave delle future batterie, rendendole più dense di energia e riducendone significativamente il costo di produzione.
Un’azienda americana con sede in Texas, la Bemp Research Corp., ha infatti annunciato di aver sviluppato una batteria alternativa a quella agli ioni di litio (Li-ion), con una tecnologia sviluppata per batterie allo zolfo di litio (LiS) chiamata B4C-hemp, abbreviazione di “carburo di boro ricavato dalla canapa”.
La Bemp Research Corp. prevede di rivoluzionare il mercato delle batterie, un business da 150 miliardi di dollari, creando migliaia di nuovi posti di lavoro ben remunerati.
Le batterie di nuova generazione sono state inventate in collaborazione con l’Università del Texas settentrionale.
Progettati e testati in modo indipendente presso l’Università del Wisconsin-Milwaukee (UWM), i prototipi della tecnologia LiS/B4C-canapa della Bemp offrono vantaggi significativi rispetto alle batterie agli ioni di litio, ha dichiarato Sơn Nguyễn (il fondatore dell’azienda) alla testata Energytech.com a Marzo 2022.
Le batterie LiS/B4C-canapa
L’azienda sostiene che le applicazioni commerciali di LiS/B4C-hemp supererebbero le sfide delle batterie agli ioni di litio in termini di costo, peso, scalabilità, prestazioni e riciclabilità.
«Crediamo che la nostra batteria di canapa B4C cambierà le carte in tavola», ha dichiarato Sơn Nguyễn, CEO della Bemp, che ha studiato e progettato la canapa LiS/B4C insieme agli ingegneri meccanici Deyang Qu dell’UWM e Sheldon Shi dell’Università del Texas settentrionale. «Siamo entusiasti di entrare nel settore in un momento in cui il mondo si sta muovendo verso i veicoli elettrici per compensare un secolo di eccessiva dipendenza dai combustibili fossili per auto e camion. Bemp è un innovatore e farà parte del cambiamento».
Il produttore spiega che: «Le batterie LiS/B4C-canapa sono superiori alle batterie agli ioni di litio in termini di densità energetica gravimetrica, sicurezza e, soprattutto, costi e rispetto dell’ambiente. La nostra chimica utilizza materiali leggeri e abbondanti come lo zolfo, il boro e la canapa, invece di metalli pesanti come il nichel e il cobalto. Le batterie LiS/B4C-canapa saranno ideali per i camion pesanti e gli aerei elettrici».
La funzione della canapa nelle batterie
La canapa è stata scelta come uno dei materiali principali per la sua durata, la sua porosità e i suoi bassi costi. «Le batterie LiS presentano problemi quali la contrazione/espansione del catodo durante la carica/scarica e il passaggio dei polisolfuri del catodo all’anodo, che ne compromette le prestazioni. I ricercatori potrebbero risolvere questi problemi utilizzando materiali costosi come il grafene, ma quest’ultimo è impossibile da produrre in serie. La canapa è una soluzione migliore e a basso costo. La durata della canapa può aiutare il catodo a resistere a centinaia di cicli di contrazione ed espansione.
In Bemp, la canapa che utilizziamo proviene fondamentalmente da scarti agricoli industriali. Le persone buttano via molte fibre di canapa e usano solo i fiori di cannabis per scopi medici/ricreativi. Il costo della coltivazione della canapa è molto più economico rispetto ad altre colture. E le piante di canapa assorbono molta CO2 dall’atmosfera mentre crescono!
È difficile trovare uno scarto agricolo più adatto e più abbondante delle fibre di canapa. I paesi tropicali potrebbero provare a utilizzare altra biomassa come il guscio di cocco o il nucleo spugnoso del jackfruit/durian come materia prima per creare la struttura porosa del carbonio, ma questo è possibile solo in un clima tropicale, dove ci sono più varietà di vegetazione. Per realizzare strutture in carbonio nelle batterie LiS, la canapa è ancora la pianta più adatta e presente al di fuori dei tropici.»
Sicurezza e sostenibilità delle batterie con la Canapa
Secondo Nguyễn: «La canapa LiS/B4C è più sicura degli ioni di litio perché se la batteria viene danneggiata, forata, piegata o schiacciata, lo zolfo reagisce immediatamente con il litio formando uno strato passivo, quindi non brucia. Inoltre, nella nostra chimica non c’è ossido metallico, quindi non c’è il rischio di fuga termica come nelle chimiche agli ioni di litio. Poiché non ci sono cobalto o nichel, il litio è l’unico metallo prezioso nella nostra chimica, il riciclaggio può essere fatto molto più facilmente rispetto agli ioni di litio. Basta recuperare il litio e il gioco è fatto».
Prestazioni, durata test e produzione delle batterie con la Canapa
«Abbiamo effettuato numerosi stress test per verificare le prestazioni delle nostre batterie LiS/B4C-Canapa a diverse velocità di carica/scarica. Possono essere caricate completamente in 20 minuti e continuano ad avere una densità energetica gravimetrica doppia rispetto alle migliori batterie agli ioni di litio. A velocità di carica più basse, la densità di energia gravimetrica può essere ancora più elevata. Ciò significa raddoppiare o triplicare l’autonomia per carica dei veicoli elettrici. Anche la durata del ciclo è molto buona per l’ingegneria del litio-zolfo e stimiamo che le nostre batterie possano durare 100mila miglia (circa 160mila km) con la carica rapida e più a lungo con la carica lenta, prima di essere riciclate».
La produzione in serie dovrebbe partire entro il 2028-2030 e secondo Nguyễn le prime applicazioni saranno sui droni e nei veicoli elettrici pesanti, come autobus e camion.
Cover Ph: Sơn Nguyễn, CEO Bemp Research Corporation
