Аккумуляторы внутри портативных устройств достигли максимума возможностей. Поэтому дальнейшее наращивание емкости возможно только при увеличении физических размеров батареи. И пока часть ученых работает над оптимизацией текущих аккумуляторов, другая часть занята разработкой графеновых батарей. Из статьи вы узнаете, что такое графеновая батарея, какие возможности и перспективы у графеновых батарей, а так же как графеновые источники питания повлияют на автономность портативных устройств.
Что такое графеновый аккумулятор
Графеновый аккумулятор – портативный источник питания, где основным элементом накопления энергии выступает графен. Сам графен представляет собой композицию атомов углерода гексагональной структуры. Лист графенового соединения не превышает толщину одного атомного слоя, при этом достаточно легкий и прочный. А ещё превосходит по теплопроводности медь и алмаз. Поэтому помимо аккумуляторов графен будет полезен и для создания различных электронных компонентов – транзисторов или боле сложных чипов в виде процессоров.
Графен позволяет быстро накапливать и отдавать аккумулированную энергию. При этом учитывая все полезные свойства, в продаже нет массовой продукции на основе графена, так как материал пока только изучается. Поэтому на появление первых коммерческих продуктов может уйти не меньше 3-5 лет или десятилетие.
Графен против лития
Наиболее востребованными и популярными пока остаются источники питания на основе лития, а именно литий-ионный и литий-полимерный тип. Этому способствует оптимальный ресурс работы, температурный режим, а так же высокая удельная энергоемкость – до 250 Втч/кг. Использование графена позволяет уменьшить не только вес и габариты, но и повысить удельную энергоемкость до 1000 Втч/кг. Благодаря этому получится увеличить автономность портативных устройств с сохранением или уменьшением габаритов.
Благодаря высокой теплопроводности графен лучше рассеивает избыточное тепло, образовываемое в результате использования быстрой зарядки. Такое свойство позволит уменьшить деградацию батареи, а так же улучшить энергоэффективность в других областях. Кроме того графен более стабилен и прочен в сравнении с литиевыми аккумуляторами, подверженными к возгоранию в случае нарушения герметичности корпуса, перегрева или перезаряда.
Какое влияние окажут графеновые батареи
Учитывая совокупные возможности, новый тип батарей позволит существенно увеличить время работы всех автономных устройств, включая электромобили. Поэтому заряжать различные гаджеты придется реже. Графеновыми аккумуляторами заинтересовалась автомобильная компания Тесла, а Samsung приступила к разработке соответствующих источников питания. Найдет применение графен и в других индустриях, например при разработке транзисторов, гибких и складных экранов.
При этом на пути массового производства графеновых батарей стоит множество нерешенных и до конца не изученных вопросов, например, простой и доступный способ добычи графена. Производство литиевых батарей – хорошо отлаженный и налаженный процесс. Тогда как новая технология традиционно требует значительных инвестиций для перепрофилирования или постройки новых производственных мощностей. А в сумме с ажиотажем на первые коммерческие продукты, новый тип аккумуляторов первое время будет оставаться в дефиците или продаваться по завышенной цене.
Кроме того переход на графеновые батареи не даст сразу 3-4-кратного увеличения автономности. Предположительно производители батарей сначала интегрируют графен в текущие источники питания для улучшения химического состава и плавного повышения удельной энергоемкости от года к году.
Вывод
В статье подробно описано, что такое графеновая батарея. Пока аккумуляторы и другие компоненты на основе графена находятся в стадии разработки. А проведенные исследования указывают на высокий потенциал и обширное использование графена в различных сферах производства. При этом нет точных сроков появления нового типа батареи. Да и маловероятно, что производители аккумуляторов сразу же увеличат запасаемую емкость в несколько раз. Поэтому выход коммерческого продукта может растянуться на несколько лет или десятилетие, с плавным повышением удельной энергоемкости от года к году.
А что вы думаете насчет графеноговых батарей и использования графена? Поделитесь мыслями в комментариях внизу статьи.
