Акумулятори – це основа наших найважливіших повсякденних технологій. Ваш телефон, ноутбук і, зрештою, ваш автомобіль і дім – усе залежить від накопичення енергії в батареях. Сучасні технології батареї чудові, але графенові батареї можуть вирішити їхні недоліки.
Що таке графен?
Велика ймовірність, що ви вже чули про графен у ЗМІ. Кожні кілька років з’являються бездиханні прогнози того, як цей дивовижний матеріал змінить різні технології. Ви, можливо, не знаєте, що графен - це просто вуглець. Те саме, на чому засноване життя на землі, і є неймовірно багатим елементом на землі.
Цікаво: Як перевірити стан акумулятора на iPhone
Графен — це кристалічна решітка графіту товщиною в один атом, яка по суті є кристалічним вуглецем. Це звучить як щось неймовірно химерне, але ви можете зробити пластівці графену за допомогою олівця та липкої стрічки. Однак Нобелівську премію за це вже присудили.
Графен має кілька властивостей, які роблять його дуже захоплюючим як потенційна частина технології майбутнього. Має високу тепло- та електропровідність. Тож якщо ви хочете переміщати електроенергію або тепло з високою ефективністю, це перспективний вибір.
Графен також демонструє високий рівень твердості та міцності. Він дуже гнучкий і еластичний. Він також прозорий і може використовуватися для виробництва електроенергії від сонячного світла.
Графен важко виробляти масово
Все це звучить чудово, але є велика перешкода. Хоча створювати графенові пластівці або невеликі листи для дослідження в лабораторії неважко, масове виробництво виявляється складним. Якби не проблеми надійного масового виробництва цього наноматеріалу, він був би в продуктах багато років тому.
Хороша новина полягає в тому, що існує кілька перспективних шляхів масового виробництва, які можуть зробити графен достатньо дешевшим, щоб він вийшов на масовий ринок. Волокно, наповнене графеном, тепер можна виготовляти в розумних кількостях. Графен також можна виробляти з використанням розчинників, хоча вони дуже токсичні. Дослідники шукали більш безпечні розчинники, і це також здається багатообіцяючим.
Цікаво: Інструкція по перевірці стану акумулятора смартфонів Xiaomi.
В даний час графен часто виготовляють за допомогою хімічного осадження з парової фази. Тут графен формується у вигляді шару на матеріалі підкладки. Проблема в тому, що рівень дефектів у графені є високим. Нове дослідження з використанням рідини (з її ідеально плоскою поверхнею) як підкладки може вирішити проблему частоти дефектів. Тож якщо припустити, що ми зрештою зламаємо масове виробництво графену, чому ми хочемо, щоб він був у батареях?
Проблеми з літій-іонними акумуляторами
Літієві батареї є найбільш енергоємними акумуляторами, які ви можете знайти в побутовій електроніці. Вони роблять можливими такі пристрої, як смартфони, дрони та електромобілі. Однак літій. батареї нестабільні і потребують великої захисної схеми, щоб підтримувати їх стабільність.
Вони також погіршуються з кожним перезарядженням, є обмеження на кількість енергії, яку вони можуть видавати за один раз, і їх потрібно заряджати повільно, щоб акумулятор не перегрівся та не вибухнув.
Акумулятори, доповнені графеном, можуть виправити або пом’якшити багато з цих проблем. Додавання графену до сучасних літієвих батарей може значно збільшити їхню ємність, допомогти швидко та безпечно заряджатися, а також зробити їх термін служби набагато довше, перш ніж вони потребують заміни.
Цікаво: Відомо, як користуватися смартфоном, щоб його акумулятор не швидко псувався.
Твердотільні акумулятори не мають рідкого електроліту. Це речовина, яка знаходиться між двома клемами батареї і зберігає хімічну енергію, яка перетворюється в електричний струм. Створення великих практичних твердотільних батарей для комерційного використання все ще залишається метою дослідження, але графен може бути правильним кандидатом, щоб зробити твердотільні батареї реальністю масового ринку.
У графенових твердотільних батареях він змішується з керамікою або пластиком, щоб додати провідності до того, що зазвичай є непровідним матеріалом. Наприклад, вчені створили прототип графен-керамічної твердотільного акумулятора, який міг би стати планом безпечної, швидкозарядної альтернативи літій-іонним акумуляторам з летючими рідкими електролітами.
Графенові батарейки, які ви можете купити (свого роду)
Графенові батарейки звучать приголомшливо, як щось із наукової фантастики. Хороша новина полягає в тому, що вам насправді не потрібно чекати, щоб відчути переваги графену. Хоча до твердотільних графенових батарей ще залишилося багато років, літієві батареї з графеном вже є на ринку.
Наприклад, ви можете придбати одну з батарей Elecjet Apollo, які мають графенові компоненти, які допомагають покращити літієву батарею всередині. Головною перевагою тут є швидкість заряджання, оскільки Elecjet заявляє про 25-хвилинну зарядку від пустого до повного. Ці батареї лише трохи покращені за допомогою невеликої кількості графену, але їх вартість не така висока, щоб поставити їх поза досяжністю звичайних споживачів.
Протягом наступних кількох років, коли вартість виробництва графену падає, ми очікуємо, що все більше пристроїв поповнять свої літієві батареї цим дивовижним матеріалом. Одного дня, можливо, твердотільні графенові батареї стануть наступною великою революцією в накопиченні енергії.
Цікаво: Відомо, як безпечно утилізувати батарейки та акумулятори.
Не забудьте підписатися на нашого Головного Редактора в Instagram, або ж на нашу офіційну сторінку в Facebook, канал в Telegram та в Twitter. Також стежте за нами в Google News.
