Grafeno baterija: „Hype“ tampa greito įkrovimo realybe

• Autorius:
• autoriaus vardas

  Quantumrun Foresight
• Vasaris 23, 2022

Įžvalgos santrauka

Grafenas sukuria bangas energijos kaupime dėl savo unikalių savybių, tokių kaip didelis paviršiaus plotas, stiprumas, lankstumas ir efektyvus elektros laidumas. Pradedantieji naudoja šias savybes kurdami baterijas, kurios pranoksta tradicines, žada ilgesnį veikimo laiką, mažesnį anglies pėdsaką ir greitesnį įkrovimo laiką, ypač elektromobiliams (EV). Nepaisant didelių gamybos sąnaudų, kurios šiuo metu trukdo plačiai naudoti, grafeno baterijų potencialas gali pakeisti įvairius sektorius – nuo ​​buitinės technikos iki atsinaujinančios energijos sistemų.

Grafeno kontekstas

Grafenas, ploniausia mums žinoma grafito forma, yra medžiaga, kuri sulaukia dėmesio energijos kaupimo srityje. Ši medžiaga sudaryta iš vieno anglies atomų sluoksnio, todėl jos paviršiaus plotas yra didelis, palyginti su tūriu. Dėl šios unikalios savybės jis yra puikus pasirinkimas naudoti akumuliatoriuose ir superkondensatoriuose. Dėl grafeno plonumo, jo stiprumo, lankstumo ir lengvumo, jis yra efektyvus elektros laidininkas. Jis taip pat pasižymi mažu atsparumu šilumos energijai, o tai yra esminis akumuliatoriaus veikimo veiksnys. 

Pradedantieji jau naudoja grafeno potencialą baterijų technologijoje. Pavyzdžiui, „Nanograf“ pranešė, kad jų baterijų veikimo laikas pailgėja 50 procentų, palyginti su įprastomis ličio jonų baterijomis. Be to, jie pastebėjo, kad bendras jų baterijų išmetamas anglies pėdsakas sumažėjo 25 proc., o svoris sumažėjo perpus. 

Kitas startuolis „Real Graphene“ naudoja grafeno ilgaamžiškumą, kad sukurtų baterijas, galinčias atlaikyti galingesnę elektros srovę. Ši funkcija ypač svarbi elektromobiliams, kuriems reikia baterijų, kurios gali atlaikyti didelį stresą. Nors EV baterijų bandymo laikotarpis paprastai trunka trejus ar ketverius metus, „Real Graphene“ optimistiškai vertina jų technologijos potencialą. Jie mano, kad jų grafeno baterijos gali įkrauti standartinį vartotojų elektromobilį per mažiau nei valandą, o tai žymiai pagerina dabartinį įkrovimo laiką. 

Trikdantis poveikis

Greitesnis elektromobilių įkrovimo laikas, kurį įgalina grafeno baterijos, galėtų pakeisti žaidimą, todėl elektromobiliai taptų patrauklesniu pasirinkimu vartotojams. Be to, įmonėms vis labiau stengiantis suderinti savo veiklą su aplinkos, socialine ir valdymo (ESG) politika, tikėtina, kad švaresnių energijos šaltinių, tokių kaip grafeno baterijos, paklausa augs. Šis pokytis galėtų paskatinti tolesnius šios srities tyrimus ir plėtrą, nepaisant dabartinių finansavimo apribojimų.

Be to, grafeno baterijų potencialas apima ne tik EV. Apsvarstykite buitinius prietaisus ir elektrinius įrankius, kurie yra neatsiejama mūsų kasdienio gyvenimo dalis. Naudojant grafeno baterijas, šių prietaisų tarnavimo laikas ir našumas gali žymiai pagerėti. Pavyzdžiui, belaidis gręžtuvas, maitinamas grafeno akumuliatoriaus, gali veikti ilgesnį laiką, sumažindamas įkrovimo dažnį ir pagerindamas našumą. Panašiai buitiniai prietaisai, tokie kaip dulkių siurbliai ir vejapjovės, galėtų tapti efektyvesni ir patogesni naudoti. Dėl šių patobulinimų gali pasikeisti vartotojų lūkesčiai ir standartai tokiems įrenginiams, o tai turės įtakos gamintojams priimti grafeno baterijas.

Tačiau didelės grafeno gamybos sąnaudos yra didelė kliūtis plačiam jo pritaikymui. Nepaisant to, didelių kompanijų, tokių kaip „Tesla Motors“, „Samsung“ ir „Microsoft“, parodytas susidomėjimas grafeno baterijų kūrimu yra daug žadantis ženklas. Jų dalyvavimas gali padėti patobulinti gamybos technologijas, sumažinti išlaidas ir padaryti grafeno baterijas prieinamesnes. Tai galėtų atverti platų šios medžiagos pritaikymo spektrą – nuo ​​plataus vartojimo elektronikos iki atsinaujinančios energijos sistemų.

Grafeno baterijų technologijos pasekmės

Platesnė grafeno baterijų reikšmė gali būti tokia:

• Žymiai sumažėja EV sąnaudos, o tai dar labiau paspartina pasaulio perėjimą nuo visų rūšių degimo varomų transporto priemonių. 
• Pagreitintas elektrinių lėktuvų ir VTOL (vertikalaus kilimo ir tūpimo) transporto priemonių kūrimas vartotojų ir komerciniams atvejams, todėl miesto ir tolimųjų reisų bepiločių orlaivių transportas tampa gyvybingas.
• Vyriausybės investicijos į modernizuotus elektros tinklus ir įkrovimo stotis, kurios gali saugiai tiekti elektrą tokiu būdu, kuris įgalintų greitą įkrovimą, kuris yra standartinis naudojant grafeno baterijas.
• Sumažėjus gamybos sąnaudoms, bus sukurta naujų darbo vietų ir masinė grafeno baterijų gamyba tampa realybe.
• Naujos pramonės šakos ir darbo galimybės pažangių medžiagų mokslo ir baterijų gamybos srityse.
• Nauji reglamentai ir standartai, užtikrinantys saugų ir etišką grafeno baterijų naudojimą, todėl energijos kaupimo rinka bus saugesnė ir reguliuojama.
• Ilgiau veikiančių ir greičiau įkraunamų baterijų prieinamumas turi įtakos demografinėms tendencijoms, nes daugiau žmonių, ypač atokiose vietovėse, gali naudotis patikimais energijos šaltiniais.

Klausimai, kuriuos reikia apsvarstyti

• Technologiniai produktai, tokie kaip mobilieji telefonai ir planšetiniai kompiuteriai bei kiti komerciniai prietaisai, greičiausiai tarnaus daug ilgiau, kai bus maitinami grafeno baterijomis. Kaip manote, kokį poveikį tai turės mažmeninei prekybai ir vartotojiškumui apskritai?
• Atsižvelgiant į grafeno baterijomis maitinamo elektromobilio pranašumus, įskaitant greito įkrovimo galimybes, ar manote, kad grafeno baterijos paskatins didesnį susidomėjimą elektrinėmis transporto priemonėmis ir jų nuosavybę?