Useful content

Što su grafenske baterije

click fraud protection

Možda će u vrlo bliskoj budućnosti doći do kraja hegemoniji litij-ionskih baterija, jer na scenu stupa nova vrsta baterija - grafen. Pa pogledajmo izbliza grafenske baterije i saznajmo koja svojstva imaju i zašto su tako dobra.

grafenska automobilska baterija
grafenska automobilska baterija

Što je grafen

Prvo, recimo nekoliko riječi o materijalu poput grafena. Ovaj su materijal ruski znanstvenici umjetno dobili 2004. godine, a strukturi je nalik filmu formiranom od atoma ugljika.

Jednostavno rečeno, grafen je grafitna ravnina, odvojena od opće strukture materijala. U tom su slučaju atomi raspoređeni tako da nastaje heksaedrična kristalna rešetka.

Grafenska rešetka
Grafenska rešetka

U tom je slučaju formirana tvar toliko gusta da ima povećani stupanj krutosti i kolosalnu granicu toplinske vodljivosti.

U tom se slučaju elektroni mogu slobodno kretati duž strukture filma, što otvara široke izglede za uvođenje novog materijala u poluvodičke krugove.

Grafen i baterije

Prvo područje na kojem je donesena odluka o upotrebi grafena je u proizvodnji automobilskih baterija.

instagram viewer
Električna baterija za automobil
Električna baterija za automobil

U prvim eksperimentima grafen se kombinirao s litijem, no kako je praksa pokazala, to se pokazalo pogrešnom odlukom. To je zato što je litij izuzetno agresivna tvar, a litij eksplodira u dodiru s vodom.

Stoga su odbili instalirati takve preinake baterija na električna vozila, jer je u slučaju nesreće i oštećenja baterije bila vrlo velika vjerojatnost požara.

Također, za proizvodnju takvih baterija bila je potrebna velika količina litija, a ovo je skup metal.

Stoga je odlučeno potražiti alternativu litiju i pronađene su dvije mogućnosti odjednom:

1. Američki model. Prema njezinim riječima, izvor reakcije je već kobalt-litij i kompozitna katoda od silicijskih i grafenskih ploča.

2. Ruski model. Tamo gdje se koristi modifikacija magnezij-grafena, gdje je anoda litijeve soli uspješno zamijenjena magnezijevim oksidom (puno češća i jeftinija tvar).

No, unatoč različitim pristupima, prednosti i nedostaci grafenskih baterija identični su.

Prednosti i nedostaci grafenskih baterija

Unutarnja struktura grafenskih baterija
Unutarnja struktura grafenskih baterija

Usporedimo li klasične litij-ionske baterije s grafenom, one imaju sljedeće prednosti:

- Grafen se proizvodi od lako dostupnih i jeftinih sirovina.

- Proizvedeni materijal je vrlo lagan. Dakle, jedan četvorni metar grafena težak je samo 1 gram, a to vam omogućuje značajno smanjenje mase baterije.

- Ekolozi mogu mirno spavati jer je grafen ekološki prihvatljiv.

- Grafen ima povećanu čvrstoću i otpornost na vodu.

- Oštećene površine lako se obnavljaju.

- Provodljivost grafena znatno je veća od provodljivosti bilo kojeg drugog vodiča (naravno, trenutno).

grafenska rešetka
grafenska rešetka

- Povećani specifični kapacitet. Primjerice, automobil s ugrađenom grafenskom baterijom može voziti do 1.000 kilometara s jednim punjenjem. kilometara.

- Kapacitet grafenskih baterija ne smanjuje se zbog čestih ciklusa pražnjenja i punjenja.

- Puno vrijeme punjenja je samo 8 minuta.

Kao što vidite, prednosti su samo vagon i mala kolica, ali postoje i nedostaci, naime:

- Grafen ima prilično nisku gustoću, pa još uvijek postoje značajna ograničenja u njegovoj uporabi. Na primjer, mobitel s grafenskom baterijom bio bi prevelik.

Kako radi grafenska baterija

Zapravo, struktura grafenske baterije ne razlikuje se puno od strukture litij-ionske baterije s čvrstim elektrolitom. Jedino što je u slučaju grafena katoda izrađena od koksa od ugljena zbog činjenice da je njezina kemikalija. sastav je blizak čistom ugljiku, a grafit je zamijenjen grafenom.

Akumulatorska baterija
Akumulatorska baterija

Kako bi povećali kapacitet baterije, inženjeri su dodali dijelove silicija između slojeva grafena. A da bi se povećala brzina punjenja, na grafenskim pločama napravljene su male rupe promjera 15-20 nanometara.

To je sve, inače je to uobičajena baterija.

Zaključak

Bez sumnje, grafenske baterije i dalje će pronaći svoju nišu i sasvim je moguće da će u potpunosti zamijeniti litij-ionske baterije sa svog postolja, ali dok ne izađu na široko tržište, prerano je o tome govoriti. Pa, ako vam se svidio članak, podignite palac i pretplatite se. A još zanimljivije i korisnije možete pronaći na mojoj stranicigdje su članci objavljeni nešto ranije.

Od sovjetskog namještaja ispao je stilski rubni kamen, bolji od bilo koje ikee. Fotografija je bila / bila

Od sovjetskog namještaja ispao je stilski rubni kamen, bolji od bilo koje ikee. Fotografija je bila / bila

Danas se svatko može okušati u umjetnosti dizajna. Na Internetu se lako mogu naći razne ideje za ...

Čitaj Više

Pronađena je neočekivana upotreba stare ručke. Praktičan i ciljani prsti hoće

Pronađena je neočekivana upotreba stare ručke. Praktičan i ciljani prsti hoće

Olovka iz doba UnijePonekad postoje jednostavna, očita rješenja koja samo leže na površini, dovol...

Čitaj Više

Kako postaviti perilicu rublja više od 10 m od odvoda

Kada se umjesto tradicionalnih sovjetskih metalnih cijevi, polipropilenski analozi i fleksibilni ...

Čitaj Više

Instagram story viewer