Grafenbatteri: Hype bliver en realitet med hurtig opladning

• Forfatter:
• Forfatter navn

  Quantumrun Foresight
• Februar 23, 2022

Oversigt over indsigt

Grafen laver bølger i energilagring på grund af dets unikke egenskaber, såsom højt overfladeareal, styrke, fleksibilitet og effektiv elektrisk ledningsevne. Startups udnytter disse egenskaber til at udvikle batterier, der overgår de traditionelle batterier, og lover længere driftstider, reducerede COXNUMX-fodaftryk og hurtigere opladningstider, især for elektriske køretøjer (EV'er). På trods af de høje produktionsomkostninger, der i øjeblikket hindrer udbredt anvendelse, kan potentialet for grafenbatterier transformere forskellige sektorer, fra husholdningsapparater til vedvarende energisystemer.

Grafen kontekst

Grafen, den tyndeste form for grafit, vi kender, er et materiale, der har vundet opmærksomhed inden for energilagring. Dette materiale er sammensat af et enkelt lag af kulstofatomer, hvilket giver det et højt overfladeareal i forhold til dets volumen. Denne unikke egenskab gør den til et fremragende valg til brug i batterier og superkondensatorer. Tyndheden af ​​grafen, kombineret med dets styrke, fleksibilitet og lette natur, gør det til en effektiv leder af elektricitet. Det giver også lav modstand mod varmeenergi, hvilket er en kritisk faktor for batteriets ydeevne. 

Startups udnytter allerede potentialet af grafen i batteriteknologi. For eksempel har Nanograf rapporteret, at deres batterier udviser en stigning på 50 procent i driftstid sammenlignet med konventionelle lithium-ion-batterier. Derudover har de bemærket et fald på 25 procent i det samlede COXNUMX-fodaftryk for deres batterier og en reduktion i vægt til det halve for den samme produktion. 

En anden startup, Real Graphene, udnytter holdbarheden af ​​grafen til at skabe batterier, der kan håndtere en kraftigere elektrisk strøm. Denne funktion er især vigtig for elbiler, som kræver batterier, der kan modstå høje niveauer af stress. Selvom testperioden for EV-batterier typisk varer tre til fire år, er Real Graphene optimistisk med hensyn til potentialet i deres teknologi. De mener, at deres grafen-baserede batterier kunne oplade en almindelig forbruger elbil på mindre end en time, en væsentlig forbedring i forhold til nuværende opladningstider. 

Forstyrrende påvirkning

Hurtigere opladningstider for elbiler aktiveret af grafenbatterier kunne være en game-changer, hvilket gør elbiler til en mere attraktiv mulighed for forbrugerne. Efterhånden som virksomheder i stigende grad tilstræber at tilpasse deres aktiviteter til miljø-, social- og forvaltningspolitikker (ESG), vil efterspørgslen efter renere energimuligheder som grafenbatterier sandsynligvis vokse. Dette skift kunne stimulere yderligere forskning og udvikling på dette område på trods af de nuværende begrænsninger i finansieringen.

Desuden strækker potentialet for grafenbatterier sig ud over kun elbiler. Overvej husholdningsapparater og elværktøj, som er en integreret del af vores daglige liv. Disse enheder kunne se en betydelig forbedring i deres levetid og ydeevne ved brug af grafenbatterier. For eksempel kunne en batteridrevet boremaskine drevet af et grafenbatteri fungere i længere perioder, hvilket reducerer hyppigheden af ​​genopladning og forbedrer produktiviteten. Tilsvarende kan husholdningsapparater, såsom støvsugere og plæneklippere, blive mere effektive og bekvemme at bruge. Disse forbedringer kan føre til et skift i forbrugernes forventninger og standarder for sådanne enheder, hvilket får producenterne til at anvende grafenbatterier.

Imidlertid er de høje produktionsomkostninger for grafen en væsentlig barriere for dens udbredte anvendelse. På trods af dette er interessen fra store virksomheder, såsom Tesla Motors, Samsung og Microsoft, for udviklingen af ​​grafenbatterier et lovende tegn. Deres involvering kan føre til fremskridt inden for produktionsteknikker, hvilket potentielt kan reducere omkostningerne og gøre grafenbatterier mere tilgængelige. Dette kunne åbne op for en bred vifte af anvendelser for dette materiale, fra forbrugerelektronik til vedvarende energisystemer.

Implikationer af grafenbatteriteknologi

Bredere implikationer af grafenbatterier kan omfatte:

• Betydelige fald i prisen på elbiler, der yderligere accelererer verdens skift væk fra forbrændingskøretøjer af enhver art. 
• Den accelererede udvikling af elektriske fly og VTOL-køretøjer (vertikal start og landing) til forbruger- og kommerciel brug - hvilket gør by- og langdistance-dronetransport levedygtig.
• Offentlig investering i moderniserede elnet og ladestationer, der sikkert kan levere elektricitet på en måde, der muliggør hurtig opladning, der er standard med grafenbatterier.
• Skabelsen af ​​nye arbejdspladser, når produktionsomkostningerne aftager, og masseproduktion af grafenbatterier bliver en realitet.
• Nye industrier og jobmuligheder inden for avanceret materialevidenskab og batteriproduktion.
• Nye regler og standarder for at sikre sikker og etisk brug af grafenbatterier, hvilket fører til et mere sikkert og reguleret energilagermarked.
• Tilgængeligheden af ​​længerevarende og hurtigere opladede batterier påvirker demografiske tendenser, hvor flere mennesker, især i fjerntliggende områder, får adgang til pålidelige strømkilder.

Spørgsmål at overveje

• Teknologiprodukter, såsom mobiltelefoner og tablets og andre kommercielle apparater, vil sandsynligvis holde meget længere, når de drives af grafenbatterier. Hvilken effekt tror du, det vil have på detailsalg og forbrugerisme generelt?
• I betragtning af fordelene ved en grafen batteridrevet EV, herunder dens hurtige opladningsevne, tror du, at grafenbatterier vil stimulere større interesse for og ejerskab af elektriske køretøjer?