Grafeeniparistot - tekniikka, joka muuttaa maailmaa

Vuonna 2004 Manchesterin yliopistossa (Manchester, UK) työskentelevät venäläiset tutkijat Konstantin Novoselov ja Andrei Game pystyivät saamaan grafeeni piioksidisubstraatissa. Se oli vakaa kaksiulotteinen kalvo johtuen sen sitoutumisesta ohuen oksidikerroksen (dielektrisen) kanssa. Tutkijat mittasivat sitten yhden atomin paksuisen hiilikalvojen parametrit (miljoona kertaa ohuempia kuin arkki), kuten sähkönjohtavuus, Shubnikov-de Haas -ilmiö ja Hall-efekti. Novoselov ja Game saivat Nobel-palkinnon näistä edistyneistä teoksista vuonna 2010.

Nykyään grafeenia voidaan perustellusti kutsua 2000-luvun vallankumoukselliseksi materiaaliksi. Tämä hiiliyhdiste on ohuin, vahvin ja sillä on suurin sähkönjohtavuus. Nykyään grafeenin tutkimukselle on osoitettu useita miljardeja dollareita, ja tutkijoiden mukaan tämä materiaali voi korvata piin puolijohdeteollisuudessa. Grafeeni muuttaa epäilemättä tekniikan maailmaa tulevina vuosina etenkin siksi, että sen valmistus on halpaa ja luonnossa hyvin yleistä. Jokaisella maalla on sitä runsaasti.

Samaan aikaan Espanjan insinöörit ovat kehittäneet uuden sukupolven ladattavan akun, joka perustuu grafeeniin. Se osoittautui 77% halvemmaksi kuin litiumparit, kaksi kertaa kevyempi, ja grafeenin ainutlaatuisten sähkönjohtavuusominaisuuksien vuoksi se voidaan ladata täysin vain 8 minuutissa, ja tämä lataus riittää sähköautoon 1000 kilometriin.

Kaksi saksalaista autoyhtiötä on jo testannut uudet akut. Sähköautoa pidetään erittäin lupaavana kuljetusmuotona huolimatta sen alhaisemmasta tehosta ja nopeudesta verrattuna perinteisiin nestemäisiä polttoainetta käyttäviin ajoneuvoihin, koska se tyydyttää useimpien ihmisten perustarpeet.

Nykyaikaisimmat tuotantoautot litiumparistot vaatii useita tunteja lataamiseen, kun taas lataus riittää tuskin 300 kilometriin. Tähän verrattuna uudet espanjalaiset grafeenipolymeeriparistot Graphenano, jotka on kehitetty yhdessä Cordoban kansallisen yliopiston tutkijoiden kanssa, näyttävät vallankumoukselliselta ihmelähteeltä, poistaen täysin perinteisten litium-ioniparistojen puutteet.

Tällä hetkellä Graphenano on maailman johtava grafeenin tuottaja teollisuudessa ja insinöörien jo hankkima kokemus antaa meille mahdollisuuden kutsua heitä ammattilaisiksi tällä vallankumouksellisella tiellä.

Grafeeni on erittäin kevyt, yhden neliömetrin levy painaa 0,77 grammaa, se on läpinäkyvä, joustava, vedenpitävä, 200 kertaa vahvempi kuin teräs ja samalla ei vaaranna ympäristöä. Vaurioiden jälkeen materiaali on helppo palauttaa. Grafeenin erittäin korkea sähkönjohtavuus antaa sinun saada siruissa nopeuden, joka on 100 kertaa suurempi kuin nykyaikaisten piisirujen.

Grafeeni johtaa helposti lämpöä, tuottaa sähköä ja pystyy muuttamaan ominaisuuksiaan yhdessä muiden materiaalien kanssa - pienimmätkin heliumiatomit voivat leikata siihen.

Vuoden 2015 lopussa Graphenano avasi yli 7000 neliömetrin tehtaan grafeenipolymeeriparistojen tuotantoon Espanjan Yecla-kaupungissa, Kordoban kansallisen yliopiston kemistiryhmän ja Grabat Energyn yhteistyön ansiosta. Erityislaitteet luotiin toimittamaan 20 kokoonpanolinjaa 80 miljoonalle solulle.

Ensimmäiset korkean lisäarvon paristot on tarkoitus julkaista vuonna 2017. Nämä paristot eivät tuota kaasua eivätkä ole palavia, Graphenano sanoo, edes oikosulku ei ole heille pelottava. Polymeeri on sertifioitu yhteistyössä Dekran (Espanja) ja TUV (Saksa) instituutioiden kanssa.

Uuden grafeenipolymeerin testitulokset ovat jo ylittäneet 1000 wattia kilogrammaa kohti. Ei ole yllättävää, että Graphenano on tehnyt yhteistyösopimuksia monien ilmailu- ja autoteollisuuden johtajien sekä uusiutuvaa energiaa käyttävien yritysten kanssa.