Графенова батерия: Hype се превръща в реалност с бързо зареждане

• Автор:
• име Автор

  Quantumrun Foresight
• Февруари 23, 2022

Резюме на прозрението

Графенът прави вълни в съхранението на енергия поради уникалните си свойства, като висока повърхност, здравина, гъвкавост и ефективна електрическа проводимост. Стартъпите използват тези свойства, за да разработят батерии, които превъзхождат традиционните, обещавайки по-дълго време на работа, намалени въглеродни отпечатъци и по-бързо време за зареждане, особено за електрически превозни средства (EV). Въпреки високите производствени разходи, които в момента възпрепятстват широкото приемане, потенциалът на графеновите батерии може да трансформира различни сектори, от домакински уреди до системи за възобновяема енергия.

Графен контекст

Графенът, най-тънката форма на графит, позната ни, е материал, който привлича вниманието в областта на съхранението на енергия. Този материал е съставен от един слой въглеродни атоми, което му придава голяма повърхност спрямо обема му. Това уникално свойство го прави отличен избор за използване в батерии и суперкондензатори. Тънкостта на графена, съчетана с неговата здравина, гъвкавост и лекота, го прави ефективен проводник на електричество. Освен това предлага ниска устойчивост на топлинна енергия, което е критичен фактор за работата на батерията. 

Стартъпите вече използват потенциала на графена в технологията на батериите. Например Nanograf съобщи, че техните батерии показват 50 процента увеличение на времето за работа в сравнение с конвенционалните литиево-йонни батерии. В допълнение, те са отбелязали 25% намаление на общия въглероден отпечатък на техните батерии и намаление на теглото наполовина за същата мощност. 

Друг стартъп, Real Graphene, използва издръжливостта на графена, за да създаде батерии, които могат да се справят с по-мощен електрически ток. Тази функция е особено важна за електромобилите, които изискват батерии, които могат да издържат на високи нива на натоварване. Въпреки че тестовият период за EV батерии обикновено продължава три до четири години, Real Graphene са оптимисти за потенциала на тяхната технология. Те вярват, че техните базирани на графен батерии могат да заредят стандартен потребителски EV за по-малко от час, което е значително подобрение спрямо сегашното време за зареждане. 

Разрушително въздействие

По-бързите времена за зареждане на електромобили, активирани от графеновите батерии, може да променят играта, правейки електромобилите по-привлекателна опция за потребителите. Освен това, тъй като компаниите все повече се стремят да приведат своите операции в съответствие с екологичните, социалните и управленските политики (ESG), търсенето на опции за по-чиста енергия като графеновите батерии вероятно ще нарасне. Тази промяна би могла да стимулира по-нататъшни изследвания и разработки в тази област, въпреки настоящите ограничения във финансирането.

Освен това потенциалът на графеновите батерии се простира отвъд електромобилите. Помислете за домакинските уреди и електрически инструменти, които са неразделна част от нашето ежедневие. Тези устройства могат да видят значително подобрение в живота и производителността си с използването на графенови батерии. Например, безжична бормашина, захранвана от графенова батерия, може да работи за по-дълги периоди, намалявайки честотата на презареждане и подобрявайки производителността. По същия начин домакинските уреди, като прахосмукачки и косачки, могат да станат по-ефективни и удобни за използване. Тези подобрения могат да доведат до промяна в очакванията на потребителите и стандартите за такива устройства, като повлияят на производителите да приемат графеновите батерии.

Високата производствена цена на графена обаче е значителна пречка за широкото му приемане. Въпреки това интересът, проявен от големи компании, като Tesla Motors, Samsung и Microsoft, към разработването на графенови батерии е обещаващ знак. Тяхното участие може да доведе до напредък в производствените техники, потенциално намаляване на разходите и правене на графеновите батерии по-достъпни. Това може да отвори широк спектър от приложения за този материал, от потребителска електроника до системи за възобновяема енергия.

Последици от технологията на графеновите батерии

По-широките последици от графеновите батерии могат да включват:

• Значително намаление на цената на електромобилите, което допълнително ускорява отдалечаването на света от всички видове превозни средства с вътрешно горене. 
• Ускореното развитие на електрически самолети и VTOL (вертикално излитане и кацане) превозни средства за случаи на потребителска и търговска употреба - което прави градския транспорт и транспорта с дронове на дълги разстояния жизнеспособен.
• Правителствени инвестиции в модернизирани електрически мрежи и станции за зареждане, които могат безопасно да доставят електричество по начин, който позволява бързо зареждане, което е стандартно за графеновите батерии.
• Създаването на нови работни места, след като производствените разходи намалеят и масовото производство на графенови батерии стане реалност.
• Нови индустрии и възможности за работа в напредналата наука за материалите и производството на батерии.
• Нови разпоредби и стандарти за гарантиране на безопасното и етично използване на графеновите батерии, което води до по-сигурен и регулиран пазар за съхранение на енергия.
• Наличието на по-дълготрайни и по-бързо зареждащи се батерии оказва влияние върху демографските тенденции, като повече хора, особено в отдалечени райони, получават достъп до надеждни източници на енергия.

Въпроси за разглеждане

• Технологичните продукти като мобилни телефони и таблети и други търговски уреди вероятно ще издържат много по-дълго, когато се захранват от графенови батерии. Какъв ефект мислите, че това ще има върху продажбите на дребно и консуматорството като цяло?
• Имайки предвид предимствата на електромобилите, захранвани с графенова батерия, включително способността му за бързо зареждане, смятате ли, че графеновите батерии ще стимулират по-голям интерес и собственост върху електрически превозни средства?