Графеновая батарея: реклама быстрой зарядки становится реальностью

• Автор:
• Имя автора

  Квантумран Форсайт
• 23 февраля 2022

Сводка статистики

Графен пользуется популярностью в области хранения энергии благодаря своим уникальным свойствам, таким как большая площадь поверхности, прочность, гибкость и эффективная электропроводность. Стартапы используют эти свойства для разработки аккумуляторов, которые превосходят традиционные, обещая более длительное время автономной работы, снижение выбросов углекислого газа и более быстрое время зарядки, особенно для электромобилей (EV). Несмотря на высокие производственные затраты, которые в настоящее время препятствуют широкому внедрению, потенциал графеновых батарей может преобразовать различные отрасли, от бытовой техники до систем возобновляемой энергии.

Графеновый контекст

Графен, самая тонкая из известных нам форм графита, представляет собой материал, который привлекает внимание в области хранения энергии. Этот материал состоит из одного слоя атомов углерода, что придает ему большую площадь поверхности по сравнению с его объемом. Это уникальное свойство делает его отличным выбором для использования в батареях и суперконденсаторах. Тонкость графена в сочетании с его прочностью, гибкостью и легкостью делает его эффективным проводником электричества. Он также обеспечивает низкую устойчивость к тепловой энергии, что является решающим фактором в работе аккумулятора. 

Стартапы уже используют потенциал графена в аккумуляторных технологиях. Например, компания Nanograf сообщила, что время автономной работы их батарей увеличено на 50 процентов по сравнению с обычными литий-ионными батареями. Кроме того, они отметили 25-процентное снижение общего углеродного следа своих батарей и уменьшение веса вдвое при той же мощности. 

Другой стартап, Real Graphene, использует долговечность графена для создания батарей, способных выдерживать более мощный электрический ток. Эта функция особенно важна для электромобилей, которым требуются аккумуляторы, способные выдерживать высокие уровни нагрузки. Хотя период испытаний аккумуляторов для электромобилей обычно длится три-четыре года, компания Real Graphene с оптимизмом смотрит на потенциал своей технологии. Они полагают, что их батареи на основе графена могут заряжать стандартный потребительский электромобиль менее чем за час, что является значительным улучшением по сравнению с текущим временем зарядки. 

Разрушительное воздействие

Более быстрая зарядка электромобилей с помощью графеновых батарей может изменить правила игры, сделав электромобили более привлекательным вариантом для потребителей. Более того, поскольку компании все чаще стремятся согласовать свою деятельность с экологической, социальной и управленческой политикой (ESG), спрос на более чистые варианты энергии, такие как графеновые батареи, вероятно, будет расти. Этот сдвиг может стимулировать дальнейшие исследования и разработки в этой области, несмотря на текущие ограничения в финансировании.

Более того, потенциал графеновых батарей выходит за рамки только электромобилей. Рассмотрим бытовую технику и электроинструменты, которые являются неотъемлемой частью нашей повседневной жизни. Эти устройства могут значительно улучшить свой срок службы и производительность за счет использования графеновых батарей. Например, аккумуляторная дрель, питаемая от графеновой батареи, может работать дольше, что снижает частоту подзарядки и повышает производительность. Аналогичным образом, бытовые приборы, такие как пылесосы и газонокосилки, могут стать более эффективными и удобными в использовании. Эти улучшения могут привести к изменению потребительских ожиданий и стандартов в отношении таких устройств, что побудит производителей использовать графеновые батареи.

Однако высокая стоимость производства графена является существенным препятствием для его широкого внедрения. Несмотря на это, интерес, проявленный крупными компаниями, такими как Tesla Motors, Samsung и Microsoft, к разработке графеновых батарей, является многообещающим знаком. Их участие может привести к совершенствованию технологий производства, потенциальному снижению затрат и повышению доступности графеновых батарей. Это может открыть широкий спектр применений этого материала: от бытовой электроники до систем возобновляемой энергетики.

Последствия технологии графеновых аккумуляторов

Более широкие последствия графеновых батарей могут включать:

• Значительное снижение стоимости электромобилей, что еще больше ускорит переход мира от автомобилей с двигателем внутреннего сгорания всех видов. 
• Ускоренная разработка электрических самолетов и транспортных средств VTOL (с вертикальным взлетом и посадкой) для потребительского и коммерческого использования, что делает жизнеспособным городской и дальний транспорт дронов.
• Государственные инвестиции в модернизированные электрические сети и зарядные станции, которые могут безопасно поставлять электроэнергию таким образом, чтобы обеспечить быструю зарядку, стандартную для графеновых батарей.
• Создание новых рабочих мест после снижения производственных затрат и массового производства графеновых батарей станет реальностью.
• Новые отрасли и возможности трудоустройства в области передового материаловедения и производства аккумуляторов.
• Новые правила и стандарты, обеспечивающие безопасное и этичное использование графеновых батарей, ведут к более безопасному и регулируемому рынку хранения энергии.
• Наличие более долговечных и быстро заряжающихся аккумуляторов влияет на демографические тенденции: все больше людей, особенно в отдаленных районах, получают доступ к надежным источникам энергии.

Вопросы для рассмотрения

• Технологические продукты, такие как мобильные телефоны и планшеты, а также другие коммерческие устройства, скорее всего, будут работать намного дольше при питании от графеновых батарей. Как вы думаете, какое влияние это окажет на розничные продажи и потребительское отношение в целом?
• Принимая во внимание преимущества электромобилей с питанием от графеновых батарей, в том числе возможность быстрой зарядки, как вы думаете, будут ли графеновые батареи стимулировать больший интерес к электромобилям?