סוללת גרפן: ההייפ הופך למציאות בטעינה מהירה

• מְחַבֵּר:
• שם היוצר

  Quantumrun Foresight
• פברואר 23, 2022

סיכום תובנה

גרפן מייצר גלים באחסון אנרגיה בשל תכונותיו הייחודיות, כגון שטח פנים גבוה, חוזק, גמישות ומוליכות חשמלית יעילה. חברות סטארט-אפ רותמות את המאפיינים הללו כדי לפתח סוללות שעולות על הסוללות המסורתיות, ומבטיחות זמני ריצה ארוכים יותר, טביעות פחמן מופחתות וזמני טעינה מהירים יותר, במיוחד עבור כלי רכב חשמליים (EVs). למרות עלויות הייצור הגבוהות שמעכבות כיום אימוץ נרחב, הפוטנציאל של סוללות גרפן עשוי לשנות מגזרים שונים, ממכשירי חשמל ביתיים למערכות אנרגיה מתחדשת.

הקשר גרפן

גרפן, הצורה הדקה ביותר של גרפיט המוכרת לנו, הוא חומר שזכה לתשומת לב בתחום אגירת האנרגיה. חומר זה מורכב משכבה אחת של אטומי פחמן, מה שמקנה לו שטח פנים גבוה ביחס לנפח שלו. תכונה ייחודית זו הופכת אותו לבחירה מצוינת לשימוש בסוללות ובקבלי-על. הדקיקות של הגרפן, בשילוב עם חוזק, גמישות ואופיו קל המשקל, הופכים אותו למוליך חשמל יעיל. הוא מציע גם עמידות נמוכה לאנרגיית חום, שהיא גורם קריטי בביצועי הסוללה. 

סטארט-אפים כבר מנצלים את הפוטנציאל של גרפן בטכנולוגיית הסוללה. לדוגמה, Nanograf דיווחה שהסוללות שלהם מציגות עלייה של 50 אחוז בזמן הריצה בהשוואה לסוללות ליתיום-יון קונבנציונליות. בנוסף, הם ציינו ירידה של 25 אחוז בטביעת הרגל הפחמנית הכוללת של הסוללות שלהם, והפחתה במשקל בחצי עבור אותה תפוקה. 

סטארט-אפ אחר, Real Graphene, מנצל את העמידות של הגרפן כדי ליצור סוללות שיכולות להתמודד עם זרם חשמלי חזק יותר. תכונה זו חשובה במיוחד עבור רכבי EV, הדורשים סוללות שיכולות לעמוד ברמות גבוהות של מתח. למרות שתקופת הבדיקה של סוללות EV נמשכת בדרך כלל שלוש עד ארבע שנים, Real Graphene אופטימית לגבי הפוטנציאל של הטכנולוגיה שלהם. הם מאמינים שהסוללות מבוססות הגרפן שלהם יכולות להטעין רכב חשמלי רגיל לצרכן תוך פחות משעה, שיפור משמעותי ביחס לזמני הטעינה הנוכחיים. 

השפעה משבשת

זמני טעינה מהירים יותר עבור רכבי רכב חשמליים המופעלים על ידי סוללות גרפן יכולים להיות מחליף משחק, מה שהופך את רכבי החשמל לאופציה אטרקטיבית יותר עבור הצרכנים. יתרה מכך, ככל שחברות שואפות יותר ויותר להתאים את פעילותן למדיניות סביבתית, חברתית וממשל (ESG), הביקוש לאפשרויות אנרגיה נקיות יותר כמו סוללות גרפן צפוי לגדול. שינוי זה יכול לעורר מחקר ופיתוח נוספים בתחום זה, למרות המגבלות הנוכחיות במימון.

יתר על כן, הפוטנציאל של סוללות גרפן משתרע מעבר למכוניות EV בלבד. קחו בחשבון מכשירי חשמל ביתיים וכלי עבודה חשמליים, שהם חלק בלתי נפרד מחיי היומיום שלנו. מכשירים אלה יכולים לראות שיפור משמעותי באורך החיים ובביצועים שלהם עם השימוש בסוללות גרפן. לדוגמה, מקדחה אלחוטית המופעלת על ידי סוללת גרפן יכולה לפעול לתקופות ארוכות יותר, להפחית את תדירות הטעינה ולשפר את הפרודוקטיביות. באופן דומה, מכשירי חשמל ביתיים, כמו שואבי אבק ומכסחות דשא, יכולים להיות יעילים ונוחים יותר לשימוש. שיפורים אלו עלולים להוביל לשינוי בציפיות ובסטנדרטים של הצרכנים עבור מכשירים כאלה, ולהשפיע על היצרנים לאמץ סוללות גרפן.

עם זאת, עלות הייצור הגבוהה של גרפן מהווה חסם משמעותי לאימוץ הנרחב שלו. למרות זאת, העניין שמפגינות חברות גדולות, כמו טסלה מוטורס, סמסונג ומיקרוסופט, בפיתוח סוללות גרפן הוא סימן מבטיח. מעורבותם עלולה להוביל להתקדמות בטכניקות הייצור, עלולה להפחית עלויות ולהפיכת סוללות גרפן לנגישות יותר. זה יכול לפתוח מגוון רחב של יישומים עבור חומר זה, החל ממוצרי אלקטרוניקה ועד למערכות אנרגיה מתחדשת.

ההשלכות של טכנולוגיית סוללת גרפן

השלכות רחבות יותר של סוללות גרפן עשויות לכלול:

• ירידות משמעותיות בעלות של רכבי רכב חשמליים שמאיצות עוד יותר את המעבר בעולם מרכבי בעירה מכל הסוגים. 
• הפיתוח המואץ של מטוסים חשמליים ורכבי VTOL (המראה ונחיתה אנכית) למקרי שימוש צרכני ומסחרי - מה שהופך את הובלת מל"טים עירונית ולמרחקים ארוכים לבת קיימא.
• השקעה ממשלתית ברשתות חשמל ותחנות טעינה מודרניות שיכולות לספק חשמל בבטחה באופן המאפשר טעינה מהירה הסטנדרטית בסוללות גרפן.
• יצירת מקומות עבודה חדשים ברגע שעלויות הייצור הצטמצמו וייצור המוני של סוללות גרפן הופך למציאות.
• תעשיות חדשות והזדמנויות עבודה במדעי חומרים מתקדמים וייצור סוללות.
• תקנות ותקנים חדשים כדי להבטיח שימוש בטוח ואתי בסוללות גרפן, מה שמוביל לשוק אחסון אנרגיה מאובטח ומוסדר יותר.
• הזמינות של סוללות מחזיקות מעמד וטעינה מהירה יותר המשפיעה על מגמות דמוגרפיות, כאשר יותר אנשים, במיוחד באזורים מרוחקים, מקבלים גישה למקורות כוח אמינים.

שאלות שכדאי לקחת בחשבון

• מוצרי טכנולוגיה, כגון טלפונים ניידים וטאבלטים ומכשירים מסחריים אחרים, ככל הנראה יחזיקו מעמד הרבה יותר זמן כשהם מופעלים באמצעות סוללות גרפן. איזו השפעה לדעתך תהיה לכך על המכירות הקמעונאיות והצרכנות בכלל?
• בהתחשב ביתרונות של EV המופעל על ידי סוללות גרפן, כולל יכולת הטעינה המהירה שלו, האם אתה חושב שסוללות גרפן יעוררו עניין רב יותר ובעלות על רכבים חשמליים?