Графенска батерија: Hype станува реалност за брзо полнење

• автор:
• име на авторот

  Quantumrun Foresight
• Февруари 23, 2022

Резиме на увид

Графенот создава бранови во складирањето на енергија поради неговите уникатни својства, како што се голема површина, сила, флексибилност и ефикасна електрична спроводливост. Стартапите ги користат овие својства за да развијат батерии кои ги надминуваат традиционалните, ветувајќи подолго време на работа, намалени јаглеродни отпечатоци и побрзо време на полнење, особено за електричните возила (ЕВ). И покрај високите трошоци за производство кои моментално го попречуваат широкото усвојување, потенцијалот на графенските батерии може да трансформира различни сектори, од апарати за домаќинство до системи за обновлива енергија.

Графенски контекст

Графенот, најтенкиот облик на графит кој ни е познат, е материјал кој привлекува внимание на полето на складирање енергија. Овој материјал е составен од еден слој јаглеродни атоми, што му дава висока површина во однос на неговиот волумен. Ова уникатно својство го прави одличен избор за употреба во батерии и суперкондензатори. Тенкоста на графенот, во комбинација со неговата сила, флексибилност и лесна природа, го прави ефикасен спроводник на електрична енергија. Исто така, нуди мала отпорност на топлинска енергија, што е критичен фактор за перформансите на батеријата. 

Стартапите веќе го користат потенцијалот на графен во технологијата на батерии. На пример, Нанограф објави дека нивните батерии покажуваат зголемување на времето на работа за 50 проценти во споредба со конвенционалните литиум-јонски батерии. Покрај тоа, тие забележаа намалување од 25 проценти во вкупниот јаглероден отпечаток на нивните батерии и намалување на тежината за половина за истиот излез. 

Друг стартап, Real Graphene, ја користи издржливоста на графенот за да создаде батерии кои можат да се справат со помоќна електрична струја. Оваа карактеристика е особено важна за електричните возила, за кои се потребни батерии кои можат да издржат високи нивоа на стрес. Иако периодот на тестирање за EV батериите обично трае три до четири години, Real Graphene е оптимист за потенцијалот на нивната технологија. Тие веруваат дека нивните батерии базирани на графен би можеле да наполнат стандардно потрошувачко ЕВ за помалку од еден час, што е значително подобрување во однос на моменталните времиња на полнење. 

Нарушувачко влијание

Побрзите времиња на полнење за електричните возила овозможени со графен батерии би можеле да ја сменат играта, што ги прави електричните возила попривлечна опција за потрошувачите. Покрај тоа, бидејќи компаниите сè повеќе имаат за цел да ги усогласат своите операции со еколошките, социјалните и политиките за управување (ESG), побарувачката за почисти енергетски опции како графен батерии веројатно ќе расте. Оваа промена може да стимулира понатамошно истражување и развој во оваа област, и покрај сегашните ограничувања во финансирањето.

Покрај тоа, потенцијалот на графенските батерии се протега надвор од само електричните возила. Размислете за апаратите за домаќинство и електричните алати, кои се составен дел од нашиот секојдневен живот. Овие уреди би можеле да забележат значително подобрување во нивниот животен век и перформанси со употреба на графен батерии. На пример, безжична дупчалка која се напојува со графенска батерија може да работи подолги периоди, намалувајќи ја фреквенцијата на полнење и подобрување на продуктивноста. Слично на тоа, апаратите за домаќинство, како правосмукалки и косилки, би можеле да станат поефикасни и попогодни за употреба. Овие подобрувања би можеле да доведат до промена на очекувањата и стандардите на потрошувачите за такви уреди, што ќе влијае на производителите да усвојат графен батерии.

Сепак, високата производна цена на графен е значајна бариера за неговото широко усвојување. И покрај ова, интересот што го покажуваат големите компании, како што се Тесла Моторс, Самсунг и Мајкрософт, за развој на батерии од графен е ветувачки знак. Нивното вклучување може да доведе до напредок во производствените техники, потенцијално намалување на трошоците и правење на графенските батерии подостапни. Ова може да отвори широк опсег на апликации за овој материјал, од електроника за широка потрошувачка до системи за обновлива енергија.

Импликации на технологијата на графен батерии

Пошироките импликации на графенските батерии може да вклучуваат:

• Значително намалување на цената на ЕВ кои дополнително го забрзуваат оддалечувањето на светот од возилата со согорување од секаков вид. 
• Забрзаниот развој на електрични авиони и возила VTOL (вертикално полетување и слетување) за случаи на потрошувачка и комерцијална употреба - што го прави остварлив транспортот со беспилотни летала во градски и долги растојанија.
• Владини инвестиции во модернизирани електроенергетски мрежи и станици за полнење кои можат безбедно да испорачуваат електрична енергија на начин што овозможува брзо полнење што е стандардно со графенските батерии.
• Отворањето нови работни места откако ќе се намалат трошоците за производство и масовното производство на батерии од графен ќе стане реалност.
• Нови индустрии и можности за работа во напредната наука за материјали и производство на батерии.
• Нови прописи и стандарди за да се обезбеди безбедно и етичко користење на батериите од графен, што ќе доведе до посигурен и регулиран пазар за складирање енергија.
• Достапноста на подолготрајни и побрзо полнење батерии влијае на демографските трендови, при што повеќе луѓе, особено во оддалечените области, добиваат пристап до сигурни извори на енергија.

Прашања што треба да се разгледаат

• Технолошките производи, како што се мобилните телефони и таблетите, и другите комерцијални апарати најверојатно ќе траат многу подолго кога се напојуваат со графен батерии. Каков ефект мислите дека ова ќе има врз продажбата на мало и консумеризмот воопшто?
• Имајќи ги предвид придобивките од електричното возило со графенски батерии, вклучувајќи ја и неговата способност за брзо полнење, дали мислите дека батериите од графен ќе поттикнат поголем интерес и сопственост на електрични возила?