Μπαταρίες Graphene - τεχνολογία που θα αλλάξει τον κόσμο

Το 2004, οι Ρώσοι επιστήμονες Konstantin Novoselov και Andrei Game, που εργάζονται στο Πανεπιστήμιο του Μάντσεστερ (Μάντσεστερ, Ηνωμένο Βασίλειο) μπόρεσαν να graφένιο σε υπόστρωμα οξειδίου του πυριτίου. Ήταν μια σταθερή δισδιάστατη μεμβράνη λόγω της σύνδεσής της με ένα λεπτό στρώμα οξειδίου (διηλεκτρικό). Οι παράμετροι των μεμβρανών άνθρακα με ένα πάχος ατόμων (ένα εκατομμύριο φορές λεπτότερο από ένα φύλλο χαρτιού), όπως η ηλεκτρική αγωγιμότητα, το φαινόμενο Shubnikov-de Haas και το φαινόμενο Hall, μετρήθηκαν από επιστήμονες. Ο Novoselov και ο Game έλαβαν το βραβείο Νόμπελ για αυτά τα προηγμένα έργα το 2010.

Σήμερα ο γραφέν μπορεί δικαίως να ονομαστεί επαναστατικό υλικό του 21ου αιώνα. Αυτή η ένωση άνθρακα είναι η λεπτότερη, ισχυρότερη και έχει την υψηλότερη ηλεκτρική αγωγιμότητα. Σήμερα, έχουν διατεθεί αρκετά δισεκατομμύρια δολάρια για τη μελέτη του γραφένιου και, σύμφωνα με τους επιστήμονες, το υλικό αυτό μπορεί να αντικαταστήσει το πυρίτιο στη βιομηχανία ημιαγωγών. Ο Graphene αναμφισβήτητα θα αλλάξει τον κόσμο της τεχνολογίας τα επόμενα χρόνια, κυρίως επειδή είναι φθηνό στην κατασκευή και πολύ συνηθισμένο στη φύση. Κάθε χώρα το έχει σε αφθονία.

Εν τω μεταξύ, μηχανικοί από την Ισπανία έχουν αναπτύξει μια επαναφορτιζόμενη μπαταρία νέας γενιάς βασισμένη σε γραφένιο. Αποδείχθηκε ότι είναι 77% φθηνότερο από τα ανάλογα λιθίου, δύο φορές ελαφρύτερο σε βάρος και χάρη στις μοναδικές ηλεκτρικές αγώγιμες ιδιότητες του graphene, μπορεί να φορτιστεί πλήρως σε μόλις 8 λεπτά και αυτή η φόρτιση θα είναι αρκετή για ένα ηλεκτρικό αυτοκίνητο για 1000 χιλιόμετρα.

Οι νέες μπαταρίες έχουν ήδη δοκιμαστεί από δύο γερμανικές εταιρείες αυτοκινήτων. Ένα ηλεκτρικό αυτοκίνητο θεωρείται πολύ ελπιδοφόρος τρόπος μεταφοράς, παρά τη μικρότερη ισχύ και ταχύτητα του, σε σύγκριση με τα παραδοσιακά οχήματα υγρού καυσίμου, επειδή ικανοποιεί τις βασικές ανάγκες των περισσότερων ανθρώπων.

Τα πιο σύγχρονα ηλεκτρικά αυτοκίνητα παραγωγής μπαταρίες λιθίου απαιτούν αρκετές ώρες για φόρτιση, ενώ η φόρτιση είναι αρκετή για μόλις 300 χιλιόμετρα. Σε σύγκριση με αυτό, η νέα γαλλική Graphenano εταιρεία μπαταριών, που αναπτύχθηκε σε συνεργασία με επιστήμονες του Εθνικού Πανεπιστημίου της Κόρδοβα, μοιάζει με μια επαναστατική πηγή θαύματος, εξαλείφοντας πλήρως τις αδυναμίες των παραδοσιακών μπαταριών ιόντων λιθίου.

Προς το παρόν, ο Graphenano είναι ο κορυφαίος παραγωγός γραφένου παγκοσμίως σε βιομηχανικούς όγκους και η εμπειρία που έχουν ήδη αποκτήσει οι μηχανικοί μας επιτρέπει να τους αποκαλούμε επαγγελματίες σε αυτό το επαναστατικό μονοπάτι.

Το Graphene είναι εξαιρετικά ελαφρύ, ένα φύλλο 1 τετραγωνικό μέτρο ζυγίζει 0.77 γραμμάρια, είναι διαφανές, εύκαμπτο, αδιάβροχο, 200 φορές ισχυρότερο από το χάλυβα και ταυτόχρονα δεν αποτελεί κίνδυνο ρύπανσης για το περιβάλλον. Μετά από βλάβη, το υλικό επαναφέρεται εύκολα. Η εξαιρετικά υψηλή ηλεκτρική αγωγιμότητα του γραφένιου σας επιτρέπει να έχετε ταχύτητα στις μάρκες 100 φορές υψηλότερη από αυτή των σύγχρονων τσιπ πυριτίου.

Ο Graphene παράγει εύκολα θερμότητα, παράγει ηλεκτρισμό και είναι σε θέση να αλλάξει τις ιδιότητές του σε συνδυασμό με άλλα υλικά - ακόμη και τα μικρότερα άτομα ηλίου μπορούν να διασταυρωθούν σε αυτό.

Στα τέλη του 2015, το Graphenano άνοιξε ένα εργοστάσιο με έκταση μεγαλύτερη από 7.000 τετραγωνικά μέτρα για την παραγωγή συσσωρευτών γραφένιο-πολυμερές στην ισπανική πόλη Yecla, χάρη σε μια κοινή προσπάθεια με μια ομάδα χημικών από το Εθνικό Πανεπιστήμιο της Κόρδοβα και τη Grabat Energy. Ειδικός εξοπλισμός δημιουργήθηκε για να παρέχει 20 γραμμές συναρμολόγησης σε 80 εκατομμύρια κελιά.

Οι πρώτες μπαταρίες υψηλής προστιθέμενης αξίας προγραμματίζονται για κυκλοφορία το 2017. Αυτές οι μπαταρίες δεν θα παράγουν φυσικό αέριο και δεν θα είναι εύφλεκτες, λένε Graphenano, ακόμη και ένα βραχυκύκλωμα δεν θα είναι τρομακτικό γι 'αυτούς. Το πολυμερές έχει πιστοποιηθεί σε συνεργασία με τα ινστιτούτα Dekra (Ισπανία) και TUV (Γερμανία).

Τα αποτελέσματα των δοκιμών έχουν ήδη υπερβεί τα 1000 βατ ανά χιλιόγραμμο για το νέο πολυμερές γραφένιο. Δεν αποτελεί έκπληξη το γεγονός ότι η Graphenano έχει συνάψει συμφωνίες συνεργασίας με πολλούς ηγέτες στην αεροναυπηγική και την αυτοκινητοβιομηχανία, καθώς και με εταιρείες ανανεώσιμων πηγών ενέργειας.