Grafén akkumulátorok - technológia, amely megváltoztatja a világot

2004-ben Konstantin Novoselov és Andrei Game az orosz tudósok, akik a Manchesteri Egyetemen dolgoztak (Manchester, Egyesült Királyság) grafén egy szilícium-oxid-szubsztráton. Stabil kétdimenziós film volt, vékony oxidréteggel (dielektrikum) való kötés miatt. A tudósok ezután meghatározták az egy atom vastagságú (egymilliószor vékonyabb papírlaphoz tartozó) szénfilmek paramétereit, például az elektromos vezetőképességet, a Shubnikov-de Haas-hatást és a Hall-hatást. Novoselov és a Game 2010-ben megkapta a Nobel-díjat e fejlett művekért.

Ma a grafént jogosan lehet a 21. század forradalmi anyagának nevezni. Ez a szénvegyület a legvékonyabb, legerősebb és a legnagyobb elektromos vezetőképességgel rendelkezik. Ma több milliárd dollárt különítettek el a grafén tanulmányozására, és a tudósok szerint ez az anyag helyettesíti a szilíciumot a félvezetőiparban. A grafén kétségtelenül megváltoztatja a technológia világát az elkövetkező években, nem utolsósorban azért, mert olcsó gyártani, és a természetben nagyon gyakori. Minden országban gazdag.

Eközben a spanyol mérnökök kifejlesztettek egy új generációs újratölthető akkumulátort, amely grafén alapú. Kiderült, hogy 77% -kal olcsóbb, mint a lítium-analógok, kétszer könnyebb, és a grafén egyedi villamos vezető tulajdonságainak köszönhetően mindössze 8 perc alatt teljes mértékben feltölthető, és ez a töltés elegendő egy 1000 km-es elektromos autó számára.

Az új akkumulátorokat két német autógyár már tesztelte. Az elektromos autót nagyon ígéretes szállítási módnak tekintik, annak alacsonyabb teljesítménye és sebessége ellenére, mint a hagyományos folyékony üzemanyagú járművek, mivel ez a legtöbb ember alapvető szükségleteit kielégíti.

A legmodernebb gyártású elektromos autók lítium elemek több órát kell feltölteni, míg a töltés alig 300 km. Ehhez képest a Cordoba Nemzeti Egyetem kutatóival közösen kifejlesztett új spanyol Graphenano akkumulátorok, amelyek grafén-polimer elemeket tartalmaznak, forradalmi csodaforrásnak tűnnek, és teljes mértékben kiküszöbölik a hagyományos lítium-ion akkumulátorok hiányosságait.

Jelenleg a Graphenano az ipari mennyiségben a világ legnagyobb graféntermelője, és a mérnökök által már megszerzett tapasztalatok lehetővé teszik, hogy szakembereknek hívjuk őket ezen a forradalmi úton.

A grafén rendkívül könnyű, 1 négyzetméteres lapja súlya 0,77 gramm, átlátszó, rugalmas, vízálló, 200-szor erősebb, mint az acél, és ugyanakkor nem jelent veszélyt a környezetre. A sérülés után az anyag könnyen helyreállítható. A grafén rendkívül magas elektromos vezetőképessége lehetővé teszi, hogy a forgácsokban 100-szor nagyobb sebességet érjen el, mint a modern szilícium-forgács.

A grafén könnyen vezet hőt, villamos energiát termel, és más anyagokkal kombinálva képes megváltoztatni tulajdonságait - még a legkisebb hélium atomok is metsződhetnek benne.

2015 végén a Graphenano több mint 7000 négyzetméter alapú gyárban nyitott grafén-polimer elemek gyártására a spanyol Yecla városban, a Cordoba Nemzeti Egyetem vegyészete és a Grabat Energy együttesének köszönhetően. Speciális berendezéseket hoztak létre, amelyek 20 összeszerelő sorot biztosítanak 80 millió cellához.

Az első nagy hozzáadott értéket képviselő elemeket 2017-ben tervezik forgalomba hozni. Ezek az akkumulátorok nem termelnek gázt és nem gyúlékonyak, mondjuk a Graphenano, még a rövidzárlat sem lesz félelmetes számukra. A polimert a Dekra (Spanyolország) és a TUV (Németország) intézeteivel együttműködésben tanúsították.

A teszteredmények már meghaladták az 1000 watt / kg-ot az új grafén polimer esetében. Nem meglepő, hogy a Graphenano együttműködési megállapodásokat kötött az űr- és autóipar számos vezetőjével, valamint a megújuló energiát gyártó vállalatokkal.