Autonome energiebronnen blijven een struikelblok in de moderne wereld van elektronische apparaten, en zelden kan een gadget meer dan een dag weerstaan in volledige "combat readiness" -modus. Maar met de komst van grafeenbatterijen kan de situatie drastisch veranderen.
Grafeencompositie en mogelijkheden
Grafeen is een materiaal dat in 2004 het levenslicht zag. Zelfs toen wisten de wetenschappers die het ontvingen van de belangrijkste parameter van grafeen: de hoge elektrische geleidbaarheid. Helaas was de hoeveelheid kennis over het nieuwe, innovatieve materiaal dat voor een doorbraak in de wetenschap zorgde, niet voldoende om het in de wijdverbreide industrie te introduceren.
Grafeen Is een dunne koolstoffilm, die een stabiele structuur heeft vanwege de verbinding met een soort diëlektricum (meestal - een oxide). Voor de fabricage van dit materiaal zijn geen al te dure productielijnen nodig, en hij zit zelf in zulke hoeveelheden dat het binnenkort de wereld van autonome voedingen kan veranderen.
De belangrijkste voordelen van grafeen
De voordelen van een volledig nieuw materiaal zijn zo talrijk dat kleine tekortkomingen tegen deze achtergrond eenvoudigweg vervagen.
- Grote sterkte. Een grafeenplaat, minder dan een millimeter dik, is 200 keer sterker dan dezelfde koolstofstaalplaat.
- Lichtgewicht. Als u een vel van dit materiaal maakt, niet meer dan 1 mm dik en 1 m2 groot, dan is het gewicht minder dan 1 gram.
- Lage kostenherstel. Zelfs na kritieke schade kunnen grafeenproducten snel worden gerepareerd met minimale kosten.
- Hoge elektrische geleidbaarheid. Bovendien kunnen grafeenbatterijen niet alleen elektriciteit geleiden, maar ook opwekken.
- Milieuvriendelijke structuur.
Een andere belangrijke eigenschap van grafeen is het vermogen om snel op te laden wanneer de capaciteit tot bijna nul daalt. Een voordeel van onschatbare waarde, vooral in de auto-industrie.
Waar wordt grafeen gebruikt?
Het materiaal is uniek, goedkoop en relatief gemakkelijk te verkrijgen, en is tegenwoordig populair geworden bij het ontwerpen en vervaardigen van oplaadbare batterijen. De beste instituten in Spanje en Duitsland bestuderen actief de nuttige eigenschappen van grafeen en combineren dit materiaal met sommige soorten polymeren.
Het resultaat: batterijen met een hoge capaciteit die in acht minuten volledig kunnen worden opgeladen. Tegelijkertijd zijn dergelijke batterijen niet bang voor kortsluiting en tijdens het opladen verschijnt er geen schadelijk en brandbaar gas.
De eerste prototypes lieten uitstekende resultaten zien in termen van capaciteit, niet minder dan 5 keer de capaciteit van standaardbatterijen. De kosten van een dergelijke stroombron, met alle productiekosten, zijn 75-77% goedkoper dan lithium-ionmodellen.
In de toekomst is het de bedoeling om belangrijke industrieën te veroveren, zoals het creëren van lucht- en ruimtevaartshuttles en het ontwerp van microprocessorelementen door grafeen. Veel bedrijven investeren al behoorlijk indrukwekkende fondsen in de ontwikkeling van dit materiaal.