Baterie cu grafen: Hype devine o realitate cu încărcare rapidă

• Autor:
• Numele autorului

  Previziune Quantumrun
• 23 Februarie 2022

Rezumat perspectivă

Grafenul face valuri în stocarea energiei datorită proprietăților sale unice, cum ar fi suprafața mare, rezistența, flexibilitatea și conductivitatea electrică eficientă. Startup-urile valorifică aceste proprietăți pentru a dezvolta baterii care le depășesc pe cele tradiționale, promițând timpi de funcționare mai lungi, amprente reduse de carbon și timpi de încărcare mai rapizi, în special pentru vehiculele electrice (EV). În ciuda costurilor mari de producție care împiedică în prezent adoptarea pe scară largă, potențialul bateriilor cu grafen ar putea transforma diverse sectoare, de la aparate electrocasnice la sisteme de energie regenerabilă.

Contextul grafenului

Grafenul, cea mai subțire formă de grafit cunoscută de noi, este un material care a câștigat atenția în domeniul stocării energiei. Acest material este compus dintr-un singur strat de atomi de carbon, ceea ce îi conferă o suprafață mare în raport cu volumul său. Această proprietate unică îl face o alegere excelentă pentru utilizarea în baterii și supercondensatori. Subțirea grafenului, combinată cu rezistența, flexibilitatea și natura sa ușoară, îl face un conductor eficient de electricitate. De asemenea, oferă rezistență scăzută la energia termică, care este un factor critic în performanța bateriei. 

Startup-urile folosesc deja potențialul grafenului în tehnologia bateriilor. De exemplu, Nanograf a raportat că bateriile lor prezintă o creștere cu 50% a duratei de funcționare în comparație cu bateriile convenționale cu litiu-ion. În plus, au observat o scădere cu 25% a amprentei totale de carbon a bateriilor lor și o reducere a greutății la jumătate pentru aceeași producție. 

Un alt startup, Real Graphene, folosește durabilitatea grafenului pentru a crea baterii care pot face față unui curent electric mai puternic. Această caracteristică este deosebit de importantă pentru vehiculele electrice, care necesită baterii care pot rezista la niveluri ridicate de stres. Deși perioada de testare pentru bateriile EV durează de obicei trei până la patru ani, Real Graphene este optimist cu privire la potențialul tehnologiei lor. Ei cred că bateriile lor pe bază de grafen ar putea încărca un vehicul electric standard de consum în mai puțin de o oră, o îmbunătățire semnificativă față de timpii de încărcare actuali. 

Impact perturbator

Timpi mai rapidi de încărcare pentru vehiculele electrice activate de bateriile cu grafen ar putea schimba jocul, făcând vehiculele electrice o opțiune mai atractivă pentru consumatori. Mai mult, pe măsură ce companiile urmăresc din ce în ce mai mult să-și alinieze operațiunile cu politicile de mediu, sociale și de guvernanță (ESG), cererea de opțiuni de energie mai curată, cum ar fi bateriile cu grafen, este probabil să crească. Această schimbare ar putea stimula cercetarea și dezvoltarea în continuare în acest domeniu, în ciuda limitărilor actuale ale finanțării.

În plus, potențialul bateriilor cu grafen se extinde dincolo de doar vehiculele electrice. Luați în considerare aparatele de uz casnic și uneltele electrice, care fac parte integrantă din viața noastră de zi cu zi. Aceste dispozitive ar putea vedea o îmbunătățire semnificativă a duratei de viață și a performanței lor cu utilizarea bateriilor cu grafen. De exemplu, un burghiu cu acumulator alimentat de o baterie cu grafen ar putea funcționa perioade mai lungi, reducând frecvența de reîncărcare și îmbunătățind productivitatea. În mod similar, aparatele electrocasnice, cum ar fi aspiratoarele și mașinile de tuns iarba, ar putea deveni mai eficiente și mai convenabile de utilizat. Aceste îmbunătățiri ar putea duce la o schimbare a așteptărilor și standardelor consumatorilor pentru astfel de dispozitive, influențând producătorii să adopte bateriile cu grafen.

Cu toate acestea, costul ridicat de producție al grafenului este o barieră semnificativă în calea adoptării sale pe scară largă. În ciuda acestui fapt, interesul manifestat de marile companii, precum Tesla Motors, Samsung și Microsoft, pentru dezvoltarea bateriilor cu grafen este un semn promițător. Implicarea lor ar putea duce la progrese în tehnicile de producție, reducând posibil costurile și făcând bateriile cu grafen mai accesibile. Acest lucru ar putea deschide o gamă largă de aplicații pentru acest material, de la electronice de larg consum până la sisteme de energie regenerabilă.

Implicațiile tehnologiei bateriilor cu grafen

Implicațiile mai largi ale bateriilor cu grafen pot include:

• Scăderi semnificative ale costului vehiculelor electrice care accelerează și mai mult trecerea lumii de la vehiculele cu ardere de toate tipurile. 
• Dezvoltarea accelerată a avioanelor electrice și a vehiculelor VTOL (decolare și aterizare verticală) pentru cazuri de utilizare pentru consumatori și comerciale - făcând viabil transportul urban și pe distanțe lungi cu drone.
• Investiții guvernamentale în rețele electrice modernizate și stații de încărcare care pot furniza energie electrică în siguranță într-un mod care permite încărcarea rapidă standard cu bateriile cu grafen.
• Crearea de noi locuri de muncă odată ce costurile de producție se reduc și producția în masă a bateriilor cu grafen devine o realitate.
• Noi industrii și oportunități de angajare în știința materialelor avansate și producția de baterii.
• Noi reglementări și standarde pentru a asigura utilizarea sigură și etică a bateriilor cu grafen, conducând la o piață de stocare a energiei mai sigură și mai reglementată.
• Disponibilitatea bateriilor de durată mai lungă și de încărcare mai rapidă influențează tendințele demografice, mai mulți oameni, în special în zonele îndepărtate, obținând acces la surse de energie fiabile.

Întrebări de luat în considerare

• Produsele tehnologice, cum ar fi telefoanele mobile și tabletele, și alte aparate comerciale vor dura probabil mult mai mult atunci când sunt alimentate cu baterii cu grafen. Ce efect credeți că va avea acest lucru asupra vânzărilor cu amănuntul și asupra consumismului în general?
• Având în vedere beneficiile unui vehicul electric alimentat cu baterii cu grafen, inclusiv capacitatea sa de încărcare rapidă, credeți că bateriile cu grafen vor stimula un interes mai mare față de vehiculele electrice și deținerea acestora?