Hanf birgt billige Alternative zu Superstoff Graphen

Cannabis, Hanf, Pflanze Bildquelle: LancerenoK (CC BY-SA 2.0)
Graphen gilt als einer der Hoffnungsträger unter den Materialien für die Elektronik der Zukunft. Bisher ist der Stoff in der Herstellung allerdings relativ teuer - was sich nun ändern könnte. Wissenschaftler an der University of Alberta haben einen Prozess entwickelt, mit dem sich das Material relativ billig aus Abfallprodukten der Landwirtschaft herstellen lässt. Insbesondere die Fasern der Hanf-Pflanze wurden dabei als vielversprechender Rohstoff ausgemacht. Das Ergebnis des Verarbeitungsprozesses ist zwar kein reines Graphen, wie es in einigen Anwendungen benötigt wird, aber die Eigenschaften sind in einigen Bereichen sehr ähnlich.

Das gilt insbesondere für die Funktionalität einer Schicht des Materials als äußerst leistungsfähiger Kondensator. Dadurch kann der aus Hanf-Fasern gewonnene Graphen-Ersatz beispielsweise eingesetzt werden, um Stromspeicher zu entwickeln, deren Eigenschaften um ein Vielfaches besser sind, als jene der heute verfügbaren Akkus. Aber auch in anderen Anwendungen wie Solarzellen ließe sich das preiswerte Material aufgrund seiner besonderen elektrischen Eigenheiten sehr gut verwenden, teilten die Forscher mit.

Bei Graphen handelt es sich um eine besondere Form des Kohlenstoffs. Die einzelnen Atome sind hier nicht in abgeschlossenen Molekülen angeordnet, sondern in einer beliebig großen Fläche aus sechseckigen Waben. Natürliche Vorkommen dieses Materials gibt es quasi nicht, sondern es muss künstlich unter besonderen Bedingungen erzeugt werden. Dadurch liegt der Preis von Graphen aktuell bei rund 40 Dollar je Kilogramm und ist damit etwa achtmal so teuer wie das Metall Kupfer.

Die Forscher hatten nun entdeckt, dass die Zellulose in Hanf-Fasern auf molekularer Ebene durchaus ähnliche Strukturen wie Graphen ausbildet. Das auch als Bast bekannte Material lässt sich so verwenden, um bei einer Hitzeeinwirkung von 180 Grad über 24 Stunden und einer anschließenden Erwärmung auf 700 bis 800 Grad den Ersatzstoff zu extrahieren. Dieser Verarbeitungs-Prozess benötigt zwar etwas Energie, aber bei weitem nicht so viel, wie die Herstellung von reinem Graphen - wodurch der Stoff deutlich billiger gewonnen werden kann. Cannabis, Hanf, Pflanze Cannabis, Hanf, Pflanze LancerenoK (CC BY-SA 2.0)
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