Grafenska baterija: Hype postaje stvarnost koja se brzo puni

• Autor:
• Ime autora

  Quantumrun Foresight
• Februar 23, 2022

Sažetak uvida

Grafen stvara talase u skladištenju energije zbog svojih jedinstvenih svojstava, kao što su velika površina, čvrstoća, fleksibilnost i efikasna električna provodljivost. Startupi koriste ova svojstva kako bi razvili baterije koje nadmašuju tradicionalne, obećavajući duže vrijeme rada, smanjen ugljični otisak i brže vrijeme punjenja, posebno za električna vozila (EV). Uprkos visokim troškovima proizvodnje koji trenutno ometaju široko usvajanje, potencijal grafenskih baterija mogao bi transformirati različite sektore, od kućanskih aparata do sistema obnovljivih izvora energije.

Grafenski kontekst

Grafen, najtanji oblik grafita koji nam je poznat, materijal je koji privlači pažnju u području skladištenja energije. Ovaj materijal se sastoji od jednog sloja atoma ugljika, što mu daje veliku površinu u odnosu na njegov volumen. Ovo jedinstveno svojstvo čini ga odličnim izborom za upotrebu u baterijama i superkondenzatorima. Tankoća grafena, u kombinaciji sa njegovom snagom, fleksibilnošću i laganom prirodom, čini ga efikasnim provodnikom električne energije. Takođe nudi nisku otpornost na toplotnu energiju, što je kritičan faktor u performansama baterije. 

Startapi već koriste potencijal grafena u tehnologiji baterija. Na primjer, Nanograf je izvijestio da njihove baterije pokazuju 50 posto duže vrijeme rada u odnosu na konvencionalne litijum-jonske baterije. Osim toga, primijetili su smanjenje ukupnog ugljičnog otiska svojih baterija za 25 posto i smanjenje težine za polovicu za istu snagu. 

Drugi startup, Real Graphene, koristi izdržljivost grafena za stvaranje baterija koje mogu podnijeti snažniju električnu struju. Ova karakteristika je posebno važna za EV, koja zahtijevaju baterije koje mogu izdržati visok nivo stresa. Iako period testiranja EV baterija obično traje tri do četiri godine, Real Graphene je optimističan u pogledu potencijala njihove tehnologije. Vjeruju da bi njihove baterije na bazi grafena mogle napuniti standardni potrošački EV za manje od sat vremena, što je značajno poboljšanje u odnosu na trenutna vremena punjenja. 

Ometajući uticaj

Brže vrijeme punjenja za EV koje omogućavaju grafenske baterije moglo bi promijeniti igru, čineći EV atraktivnijom opcijom za potrošače. Štaviše, kako kompanije sve više teže usklađivanju svojih operacija sa politikama zaštite životne sredine, društva i upravljanja (ESG), potražnja za čišćim energetskim opcijama kao što su grafenske baterije će vjerovatno rasti. Ova promjena bi mogla stimulirati daljnja istraživanja i razvoj u ovoj oblasti, uprkos trenutnim ograničenjima u finansiranju.

Štaviše, potencijal grafenskih baterija seže dalje od samo električnih vozila. Razmislite o kućanskim aparatima i električnim alatima, koji su sastavni dio našeg svakodnevnog života. Ovi uređaji bi mogli značajno poboljšati svoj životni vijek i performanse uz korištenje grafenskih baterija. Na primjer, akumulatorska bušilica napajana grafenskom baterijom mogla bi raditi duže periode, smanjujući učestalost punjenja i poboljšavajući produktivnost. Slično tome, kućni aparati, kao što su usisivači i kosilice, mogli bi postati efikasniji i praktičniji za upotrebu. Ova poboljšanja bi mogla dovesti do promjene u očekivanjima potrošača i standarda za takve uređaje, utičući na proizvođače da usvoje grafenske baterije.

Međutim, visoka cijena proizvodnje grafena je značajna prepreka njegovom širokom usvajanju. Uprkos tome, interesovanje velikih kompanija, kao što su Tesla Motors, Samsung i Microsoft, za razvoj grafenskih baterija je obećavajući znak. Njihovo učešće moglo bi dovesti do napretka u proizvodnim tehnikama, potencijalno smanjenje troškova i učiniti grafenske baterije pristupačnijim. Ovo bi moglo otvoriti širok spektar primjena za ovaj materijal, od potrošačke elektronike do sistema obnovljivih izvora energije.

Implikacije tehnologije grafenskih baterija

Šire implikacije grafenskih baterija mogu uključivati:

• Značajno smanjenje troškova električnih vozila koja dodatno ubrzavaju udaljavanje svijeta od vozila s unutarnjim izgaranjem svih vrsta. 
• Ubrzani razvoj električnih aviona i VTOL-ova (vertikalno uzlijetanje i slijetanje) vozila za potrošačke i komercijalne slučajeve – čineći urbani i daljinski transport dronom održivim.
• Državno ulaganje u modernizovane električne mreže i stanice za punjenje koje mogu bezbedno da isporučuju električnu energiju na način koji omogućava brzo punjenje koje je standardno kod grafenskih baterija.
• Otvaranje novih radnih mjesta kada se troškovi proizvodnje smanje i masovna proizvodnja grafenskih baterija postane stvarnost.
• Nove industrije i mogućnosti zapošljavanja u naprednoj nauci o materijalima i proizvodnji baterija.
• Novi propisi i standardi koji osiguravaju sigurnu i etičku upotrebu grafenskih baterija, što dovodi do sigurnijeg i uređenijeg tržišta skladištenja energije.
• Dostupnost dugotrajnijih i brže punjenih baterija utiče na demografske trendove, pri čemu sve više ljudi, posebno u udaljenim područjima, dobija pristup pouzdanim izvorima energije.

Pitanja koja treba razmotriti

• Tehnološki proizvodi, kao što su mobilni telefoni i tableti, i drugi komercijalni uređaji vjerovatno će trajati mnogo duže kada se napajaju grafenskim baterijama. Što mislite kakav će to učinak imati na maloprodaju i konzumerizam općenito?
• Uzimajući u obzir prednosti EV-a na baterije na grafenu, uključujući njegovu sposobnost brzog punjenja, mislite li da će grafenske baterije stimulirati veći interes i vlasništvo nad električnim vozilima?