Grafenbatteri: Hype blir en hurtigladende realitet

• Forfatter:
• forfatternavn

  Quantumrun Foresight
• Februar 23, 2022

Oppsummering av innsikt

Grafen lager bølger i energilagring på grunn av dets unike egenskaper, som høyt overflateareal, styrke, fleksibilitet og effektiv elektrisk ledningsevne. Startups utnytter disse egenskapene for å utvikle batterier som overgår tradisjonelle batterier, og lover lengre driftstider, reduserte karbonavtrykk og raskere ladetider, spesielt for elektriske kjøretøyer (EV). Til tross for de høye produksjonskostnadene som for tiden hindrer utbredt bruk, kan potensialet til grafenbatterier forvandle ulike sektorer, fra husholdningsapparater til fornybare energisystemer.

Grafen kontekst

Grafen, den tynneste formen for grafitt vi kjenner til, er et materiale som har fått oppmerksomhet innen energilagring. Dette materialet er sammensatt av et enkelt lag med karbonatomer, som gir det et høyt overflateareal i forhold til volumet. Denne unike egenskapen gjør den til et utmerket valg for bruk i batterier og superkondensatorer. Tynnheten til grafen, kombinert med dens styrke, fleksibilitet og lette natur, gjør den til en effektiv leder av elektrisitet. Den tilbyr også lav motstand mot varmeenergi, som er en kritisk faktor for batteriytelse. 

Startups utnytter allerede potensialet til grafen i batteriteknologi. For eksempel har Nanograf rapportert at batteriene deres viser en 50 prosent økning i driftstid sammenlignet med konvensjonelle litium-ion-batterier. I tillegg har de notert en reduksjon på 25 prosent i det totale karbonavtrykket til batteriene deres, og en reduksjon i vekt med det halve for samme produksjon. 

En annen oppstart, Real Graphene, bruker holdbarheten til grafen for å lage batterier som kan håndtere en kraftigere elektrisk strøm. Denne funksjonen er spesielt viktig for elbiler, som krever batterier som tåler høye stressnivåer. Selv om testperioden for EV-batterier vanligvis varer tre til fire år, er Real Graphene optimistisk med tanke på potensialet til teknologien deres. De tror at deres grafenbaserte batterier kan lade en standard elbil for forbruker på mindre enn en time, en betydelig forbedring i forhold til gjeldende ladetider. 

Forstyrrende påvirkning

Raskere ladetider for elbiler aktivert av grafenbatterier kan være en game-changer, noe som gjør elbiler til et mer attraktivt alternativ for forbrukere. Ettersom bedrifter i økende grad tar sikte på å samordne sine operasjoner med miljø-, sosial- og styringspolitikk (ESG), vil etterspørselen etter renere energialternativer som grafenbatterier sannsynligvis øke. Dette skiftet kan stimulere til videre forskning og utvikling på dette området, til tross for dagens begrensninger i finansieringen.

Dessuten strekker potensialet til grafenbatterier seg utover bare elbiler. Vurder husholdningsapparater og elektroverktøy, som er en integrert del av hverdagen vår. Disse enhetene kan se en betydelig forbedring i levetid og ytelse ved bruk av grafenbatterier. For eksempel kan en trådløs drill drevet av et grafenbatteri fungere i lengre perioder, redusere frekvensen av opplading og forbedre produktiviteten. På samme måte kan husholdningsapparater, som støvsugere og gressklippere, bli mer effektive og praktiske å bruke. Disse forbedringene kan føre til et skifte i forbrukernes forventninger og standarder for slike enheter, og påvirke produsenter til å ta i bruk grafenbatterier.

Imidlertid er de høye produksjonskostnadene for grafen en betydelig barriere for dens utbredte bruk. Til tross for dette er interessen vist av store selskaper, som Tesla Motors, Samsung og Microsoft, for utviklingen av grafenbatterier et lovende tegn. Deres engasjement kan føre til fremskritt innen produksjonsteknikker, potensielt redusere kostnader og gjøre grafenbatterier mer tilgjengelige. Dette kan åpne opp for et bredt spekter av bruksområder for dette materialet, fra forbrukerelektronikk til fornybare energisystemer.

Implikasjoner av grafenbatteriteknologi

Større implikasjoner av grafenbatterier kan omfatte:

• Betydelige reduksjoner i kostnadene for elbiler som ytterligere akselererer verdens overgang bort fra forbrenningskjøretøyer av alle slag. 
• Den akselererte utviklingen av elektriske fly og VTOL-kjøretøyer (vertikal start og landing) for forbruker- og kommersiell bruk – noe som gjør dronetransport i byer og på lang avstand levedyktig.
• Statlig investering i moderniserte strømnett og ladestasjoner som trygt kan levere strøm på en måte som muliggjør hurtiglading som er standard med grafenbatterier.
• Opprettelsen av nye arbeidsplasser når produksjonskostnadene trappes ned og masseproduksjon av grafenbatterier blir en realitet.
• Nye bransjer og jobbmuligheter innen avansert materialvitenskap og batteriproduksjon.
• Nye forskrifter og standarder for å sikre sikker og etisk bruk av grafenbatterier, noe som fører til et sikrere og regulert energilagringsmarked.
• Tilgjengeligheten av batterier med lang levetid og raskere lading påvirker demografiske trender, og flere mennesker, spesielt i avsidesliggende områder, får tilgang til pålitelige strømkilder.

Spørsmål å vurdere

• Teknologiprodukter, som mobiltelefoner og nettbrett, og andre kommersielle apparater vil sannsynligvis vare mye lenger når de drives av grafenbatterier. Hvilken effekt tror du dette vil ha på detaljhandel og forbrukerisme generelt?
• Tatt i betraktning fordelene med en batteridrevet elbil med grafen, inkludert dens raske ladeevne, tror du at grafenbatterier vil stimulere til større interesse for og eierskap til elektriske kjøretøy?