Graphene baterija: Hype postaje stvarnost brzog punjenja

• Autor:
• ime autora

  Quantumrun Foresight
• Veljače 23, 2022

Sažetak uvida

Grafen stvara valove u skladištenju energije zbog svojih jedinstvenih svojstava, kao što su velika površina, čvrstoća, fleksibilnost i učinkovita električna vodljivost. Startupi iskorištavaju ta svojstva za razvoj baterija koje nadmašuju tradicionalne, obećavajući dulja vremena rada, smanjeni ugljični otisak i brže vrijeme punjenja, posebno za električna vozila (EV). Unatoč visokim troškovima proizvodnje koji trenutno ometaju široku primjenu, potencijal grafenskih baterija mogao bi transformirati različite sektore, od kućanskih aparata do sustava obnovljive energije.

Kontekst grafena

Grafen, najtanji oblik grafita koji nam je poznat, materijal je koji privlači pozornost u području pohrane energije. Ovaj materijal sastoji se od jednog sloja ugljikovih atoma, što mu daje veliku površinu u odnosu na njegov volumen. Ovo jedinstveno svojstvo čini ga izvrsnim izborom za upotrebu u baterijama i superkondenzatorima. Tankoća grafena, u kombinaciji s njegovom snagom, fleksibilnošću i laganom prirodom, čini ga učinkovitim vodičem električne energije. Također nudi nisku otpornost na toplinsku energiju, što je kritičan čimbenik u radu baterije. 

Startupi već iskorištavaju potencijal grafena u tehnologiji baterija. Na primjer, Nanograf je izvijestio da njihove baterije pokazuju 50 posto duže vrijeme rada u usporedbi s konvencionalnim litij-ionskim baterijama. Osim toga, primijetili su smanjenje ukupnog ugljičnog otiska svojih baterija od 25 posto i smanjenje težine za polovicu za isti učinak. 

Drugi startup, Real Graphene, koristi izdržljivost grafena za stvaranje baterija koje mogu podnijeti jaču električnu struju. Ova značajka posebno je važna za električna vozila koja zahtijevaju baterije koje mogu izdržati visoke razine opterećenja. Iako razdoblje testiranja za EV baterije obično traje tri do četiri godine, Real Graphene je optimističan u pogledu potencijala svoje tehnologije. Vjeruju da bi njihove baterije temeljene na grafenu mogle napuniti standardno potrošačko električno vozilo za manje od sat vremena, što je značajno poboljšanje u odnosu na trenutna vremena punjenja. 

Razarajući učinak

Brže vrijeme punjenja za električna vozila omogućeno grafenskim baterijama moglo bi promijeniti pravila igre, čineći električna vozila privlačnijom opcijom za potrošače. Štoviše, kako tvrtke sve više teže uskladiti svoje poslovanje s politikama zaštite okoliša, društva i upravljanja (ESG), potražnja za opcijama čišće energije poput grafenskih baterija vjerojatno će rasti. Ovaj bi pomak mogao potaknuti daljnja istraživanja i razvoj u ovom području, unatoč trenutnim ograničenjima u financiranju.

Štoviše, potencijal grafenskih baterija nadilazi samo električna vozila. Razmislite o kućanskim aparatima i električnim alatima koji su sastavni dijelovi našeg svakodnevnog života. Ovi bi se uređaji mogli značajno poboljšati u životnom vijeku i performansama uz korištenje grafenskih baterija. Na primjer, bežična bušilica koju napaja baterija od grafena mogla bi raditi dulje, smanjujući učestalost punjenja i poboljšavajući produktivnost. Slično tome, kućanski uređaji, poput usisavača i kosilica za travu, mogli bi postati učinkovitiji i praktičniji za korištenje. Ova poboljšanja mogla bi dovesti do promjene u očekivanjima potrošača i standardima za takve uređaje, utječući na proizvođače da usvoje grafenske baterije.

Međutim, visoki proizvodni troškovi grafena značajna su prepreka njegovom širokom usvajanju. Unatoč tome, interes velikih tvrtki, poput Tesla Motorsa, Samsunga i Microsofta, za razvoj grafenskih baterija obećavajući je znak. Njihovo uključivanje moglo bi dovesti do napretka u proizvodnim tehnikama, potencijalno smanjujući troškove i čineći grafenske baterije dostupnijima. To bi moglo otvoriti širok raspon primjena za ovaj materijal, od potrošačke elektronike do sustava obnovljive energije.

Implikacije tehnologije grafenskih baterija

Šire implikacije grafenskih baterija mogu uključivati:

• Značajna smanjenja troškova električnih vozila koja dodatno ubrzavaju odlazak svijeta od svih vrsta vozila s unutarnjim izgaranjem. 
• Ubrzani razvoj električnih aviona i vozila VTOL (vertikalno uzlijetanje i slijetanje) za potrošačke i komercijalne slučajeve—čine gradski i dugolinijski prijevoz dronovima održivim.
• Državno ulaganje u modernizirane električne mreže i stanice za punjenje koje mogu sigurno isporučivati ​​električnu energiju na način koji omogućuje brzo punjenje koje je standardno za grafenske baterije.
• Otvaranje novih radnih mjesta nakon što se proizvodni troškovi smanje i masovna proizvodnja grafenskih baterija postane stvarnost.
• Nove industrije i mogućnosti zapošljavanja u naprednoj znanosti o materijalima i proizvodnji baterija.
• Novi propisi i standardi koji osiguravaju sigurnu i etičku upotrebu grafenskih baterija, što dovodi do sigurnijeg i reguliranijeg tržišta za pohranu energije.
• Dostupnost dugotrajnijih baterija koje se brže pune utječe na demografske trendove, pri čemu više ljudi, osobito u udaljenim područjima, ima pristup pouzdanim izvorima energije.

Pitanja za razmatranje

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