Grafeenbatterijen - technologie die de wereld zal veranderen

In 2004 konden Russische wetenschappers Konstantin Novoselov en Andrei Game, werkzaam aan de Universiteit van Manchester (Manchester, VK) grafeen op een siliciumoxidesubstraat. Het was een stabiele tweedimensionale film vanwege de binding met een dunne laag oxide (diëlektricum). De parameters van koolstoffilms van één atoom dik (een miljoen keer dunner dan een vel papier), zoals elektrische geleidbaarheid, het Shubnikov-de Haas-effect en het Hall-effect werden vervolgens gemeten door wetenschappers. Novoselov en Game ontvingen in 2010 de Nobelprijs voor deze geavanceerde werken.

Tegenwoordig kan grafeen met recht revolutionair materiaal van de 21ste eeuw worden genoemd. Deze versie van de koolstofverbinding is de dunste, sterkste en heeft de hoogste elektrische geleidbaarheid. Tegenwoordig is een aantal miljard dollar toegewezen voor de studie van grafeen, en volgens wetenschappers kan dit materiaal silicium in de halfgeleiderindustrie vervangen. Grafeen zal de technologische wereld de komende jaren ongetwijfeld veranderen, niet in de laatste plaats omdat het goedkoop te produceren is en heel gewoon van aard is. Elk land heeft het in overvloed.

Ondertussen hebben ingenieurs uit Spanje een nieuwe generatie oplaadbare batterij ontwikkeld op basis van grafeen. Het bleek 77% goedkoper te zijn dan lithium-tegenhangers, twee keer lichter in gewicht, en vanwege de unieke elektrisch geleidende eigenschappen van grafeen kan het volledig worden opgeladen in slechts 8 minuten, en deze lading is voldoende voor een elektrische auto voor 1000 kilometer.

De nieuwe batterijen zijn al getest door twee Duitse autobedrijven. Een elektrische auto wordt beschouwd als een veelbelovende manier van transport, ondanks zijn lagere vermogen en snelheid, vergeleken met traditionele voertuigen op vloeibare brandstof, omdat het voldoet aan de basisbehoeften van de meeste mensen.

De modernste productie elektrische auto's op lithium batterijen heeft meerdere uren nodig om op te laden, terwijl de lading voldoende is voor nauwelijks 300 kilometer. In vergelijking hiermee zien de nieuwe Spaanse grafeen-polymeerbatterijen Graphenano, ontwikkeld samen met wetenschappers van de Nationale Universiteit van Cordoba, eruit als een revolutionaire wonderbron, waardoor de tekortkomingen van traditionele lithium-ionbatterijen volledig worden geëlimineerd.

Op dit moment is Graphenano 's werelds toonaangevende producent van grafeen in industriële volumes, en de ervaring die al is opgedaan door ingenieurs stelt ons in staat om hen professionals op dit revolutionaire pad te noemen.

Grafeen is extreem licht, een vel van 1 vierkante meter weegt 0,77 gram, het is transparant, flexibel, waterdicht, 200 keer sterker dan staal en vormt tegelijkertijd geen gevaar voor verontreiniging van het milieu. Na beschadiging wordt het materiaal gemakkelijk hersteld. De ultrahoge elektrische geleidbaarheid van grafeen maakt het mogelijk om een ​​snelheid in de chips te verkrijgen die 100 keer groter is dan die van moderne siliciumchips.

Grafeen geleidt gemakkelijk warmte, genereert elektriciteit en kan zijn eigenschappen veranderen in combinatie met andere materialen - zelfs de kleinste heliumatomen kunnen erin kruisen.

Eind 2015 opende Graphenano een fabriek met een oppervlakte van meer dan 7.000 vierkante meter voor de productie van grafeen-polymeerbatterijen in de Spaanse stad Yecla, dankzij een gezamenlijke inspanning met een team van chemici van de Nationale Universiteit van Cordoba en Grabat Energy. Speciale apparatuur is gemaakt om 20 assemblagelijnen te leveren aan 80 miljoen cellen.

De eerste batterijen met hoge toegevoegde waarde zijn gepland voor release in 2017. Deze batterijen produceren geen gas en zijn niet brandbaar, zegt Graphenano, zelfs een kortsluiting is niet eng voor ze. Het polymeer is gecertificeerd in samenwerking met de instituten van Dekra (Spanje) en TUV (Duitsland).

Testresultaten hebben de 1000 watt per kilogram voor het nieuwe grafeenpolymeer al overschreden. Het is niet verrassend dat Graphenano samenwerkingsovereenkomsten is aangegaan met veel leiders in de lucht- en ruimtevaartindustrie en met hernieuwbare energiebedrijven.