Grafén akkumulátor: A Hype gyorsan tölthető valósággá válik

• Szerző:
• Szerző neve

  Quantumrun Foresight
• Február 23, 2022

Insight összefoglaló

A grafén hullámokat kelt az energiatárolásban olyan egyedi tulajdonságainak köszönhetően, mint a nagy felület, szilárdság, rugalmasság és hatékony elektromos vezetőképesség. Az induló vállalkozások kihasználják ezeket a tulajdonságokat, hogy olyan akkumulátorokat fejlesszenek ki, amelyek felülmúlják a hagyományos akkumulátorokat, hosszabb üzemidőt, kisebb szénlábnyomot és gyorsabb töltési időt ígérve, különösen az elektromos járművek esetében. A széles körű elterjedést jelenleg akadályozó magas gyártási költségek ellenére a grafén akkumulátorokban rejlő lehetőségek számos ágazatot átalakíthatnak, a háztartási készülékektől a megújuló energiarendszerekig.

Grafén kontextus

A grafén, a grafit általunk ismert legvékonyabb formája, az energiatárolás terén egyre nagyobb figyelmet kapó anyag. Ez az anyag egyetlen szénatomrétegből áll, ami a térfogatához képest nagy felületet biztosít. Ez az egyedülálló tulajdonsága kiváló választássá teszi akkumulátorokban és szuperkondenzátorokban való használatra. A grafén vékonysága, erősségével, rugalmasságával és könnyű természetével kombinálva hatékony elektromos vezetővé teszi. Alacsony hőenergiával szembeni ellenállása is van, ami kritikus tényező az akkumulátor teljesítményében. 

Az induló vállalkozások már most kihasználják a grafénben rejlő lehetőségeket az akkumulátortechnológiában. A Nanograf például arról számolt be, hogy akkumulátoraik 50 százalékkal hosszabb üzemidőt mutatnak a hagyományos lítium-ion akkumulátorokhoz képest. Emellett 25 százalékkal csökkent az akkumulátoraik szénlábnyoma, és a súlyuk a felére csökkent ugyanazon teljesítmény mellett. 

Egy másik startup, a Real Graphene a grafén tartósságát használja fel olyan akkumulátorok létrehozására, amelyek erősebb elektromos áramot is képesek kezelni. Ez a funkció különösen fontos az elektromos járművek esetében, amelyekhez olyan akkumulátorokra van szükség, amelyek ellenállnak a nagy igénybevételnek. Bár az elektromos járművek akkumulátorainak tesztelési időszaka általában három-négy évig tart, a Real Graphene optimista a technológiájukban rejlő lehetőségeket illetően. Úgy vélik, hogy grafén alapú akkumulátoraik kevesebb mint egy óra alatt képesek feltölteni egy hagyományos fogyasztói elektromos autót, ami jelentős előrelépés a jelenlegi töltési időkhöz képest. 

Bomlasztó hatás

A grafénakkumulátorok által lehetővé tett elektromos járművek gyorsabb töltési ideje változást hozhat, és vonzóbbá teheti az elektromos járműveket a fogyasztók számára. Ezen túlmenően, mivel a vállalatok egyre inkább arra törekednek, hogy működésüket a környezetvédelmi, társadalmi és irányítási (ESG) politikákhoz igazítsák, a tisztább energiaforrások, például a grafén akkumulátorok iránti kereslet valószínűleg növekedni fog. Ez az elmozdulás további kutatást és fejlesztést ösztönözhet ezen a területen, a finanszírozás jelenlegi korlátai ellenére.

Sőt, a grafén akkumulátorok potenciálja túlmutat az elektromos járműveken. Gondoljunk a háztartási gépekre és az elektromos kéziszerszámokra, amelyek mindennapi életünk szerves részét képezik. Ezeknek az eszközöknek az élettartama és teljesítménye jelentősen javulhat a grafén akkumulátorok használatával. Például egy grafén akkumulátorral működő akkus fúrógép hosszabb ideig működhet, csökkentve az újratöltés gyakoriságát és javítva a termelékenységet. Hasonlóképpen a háztartási készülékek, például a porszívók és a fűnyírók is hatékonyabbá és kényelmesebbé válhatnak. Ezek a fejlesztések a fogyasztói elvárások és szabványok megváltozásához vezethetnek az ilyen eszközökkel szemben, ami befolyásolhatja a gyártókat a grafén akkumulátorok alkalmazásában.

A grafén magas előállítási költsége azonban jelentős akadálya annak széles körű elterjedésének. Ennek ellenére ígéretes jel a nagy cégek, mint például a Tesla Motors, a Samsung és a Microsoft érdeklődése a grafén akkumulátorok fejlesztése iránt. Bevonásuk a gyártási technikák fejlődéséhez vezethet, ami potenciálisan csökkentheti a költségeket és elérhetőbbé teheti a grafén akkumulátorokat. Ez széles körű alkalmazásokat nyithat meg ennek az anyagnak a fogyasztói elektronikától a megújuló energiarendszerekig.

A grafén akkumulátor technológia következményei

A grafén akkumulátorok tágabb vonatkozásai a következők lehetnek:

• Az elektromos járművek költségeinek jelentős csökkenése, ami tovább gyorsítja a világ elmozdulását mindenféle belsőégésű járműtől. 
• Az elektromos repülőgépek és a VTOL-ok (vertikális fel- és leszálló) járművek felgyorsított fejlesztése fogyasztói és kereskedelmi használatra – életképessé téve a városi és távolsági drónszállítást.
• Korszerűsített villamosenergia-hálózatok és töltőállomások állami beruházása, amelyek biztonságosan szállítják az áramot, és lehetővé teszik a grafénakkumulátorok szabványos gyorstöltését.
• Új munkahelyek teremtése, amint a gyártási költségek csökkennek, és a grafénelemek tömeggyártása valósággá válik.
• Új iparágak és munkalehetőségek a fejlett anyagtudomány és akkumulátorgyártás területén.
• Új szabályozások és szabványok a grafén akkumulátorok biztonságos és etikus használatának biztosítására, ami biztonságosabb és szabályozottabb energiatárolási piacot eredményez.
• A hosszabb élettartamú és gyorsabban tölthető akkumulátorok elérhetősége befolyásolja a demográfiai trendeket, és különösen a távoli területeken egyre többen jutnak megbízható áramforrásokhoz.

Megfontolandó kérdések

• A technológiai termékek, mint például a mobiltelefonok, táblagépek és más kereskedelmi készülékek valószínűleg sokkal tovább bírják, ha grafén akkumulátorral működnek. Mit gondol, milyen hatással lesz ez a kiskereskedelmi forgalomra és általában a fogyasztásra?
• Figyelembe véve a grafén akkumulátorral hajtott elektromos járművek előnyeit, beleértve a gyors töltési képességét, úgy gondolja, hogy a grafén akkumulátorok nagyobb érdeklődést váltanak ki az elektromos járművek iránt?