Pin Graphene: Sự thổi phồng trở thành hiện thực khi sạc nhanh

• tác giả:
• tên tác giả

  Tầm nhìn lượng tử
• 23 Tháng hai, 2022

Tóm tắt thông tin chi tiết

Graphene đang tạo ra làn sóng trong việc lưu trữ năng lượng nhờ các đặc tính độc đáo của nó, chẳng hạn như diện tích bề mặt cao, độ bền, tính linh hoạt và tính dẫn điện hiệu quả. Các công ty khởi nghiệp đang khai thác những đặc tính này để phát triển pin hoạt động tốt hơn pin truyền thống, hứa hẹn thời gian chạy lâu hơn, giảm lượng khí thải carbon và thời gian sạc nhanh hơn, đặc biệt là đối với xe điện (EV). Bất chấp chi phí sản xuất cao hiện đang cản trở việc áp dụng rộng rãi, tiềm năng của pin graphene có thể biến đổi nhiều lĩnh vực khác nhau, từ thiết bị gia dụng đến hệ thống năng lượng tái tạo.

Bối cảnh graphene

Graphene, dạng than chì mỏng nhất mà chúng ta biết đến, là một vật liệu đang được chú ý trong lĩnh vực lưu trữ năng lượng. Vật liệu này bao gồm một lớp nguyên tử cacbon duy nhất, mang lại cho nó diện tích bề mặt cao so với thể tích của nó. Đặc tính độc đáo này làm cho nó trở thành sự lựa chọn tuyệt vời để sử dụng trong pin và siêu tụ điện. Độ mỏng của graphene, kết hợp với độ bền, tính linh hoạt và tính chất nhẹ, khiến nó trở thành chất dẫn điện hiệu quả. Nó cũng có khả năng chống lại năng lượng nhiệt thấp, đây là yếu tố quan trọng trong hiệu suất của pin. 

Các công ty khởi nghiệp đã tận dụng tiềm năng của graphene trong công nghệ pin. Ví dụ, Nanograf đã báo cáo rằng pin của họ có thời gian chạy tăng 50% so với pin lithium-ion thông thường. Ngoài ra, họ còn ghi nhận tổng lượng khí thải carbon trong pin của họ giảm 25% và trọng lượng giảm một nửa cho cùng một sản lượng. 

Một công ty khởi nghiệp khác, Real Graphene, đang tận dụng độ bền của graphene để tạo ra loại pin có thể xử lý dòng điện mạnh hơn. Tính năng này đặc biệt quan trọng đối với xe điện, vốn yêu cầu pin có thể chịu được mức độ căng thẳng cao. Mặc dù thời gian thử nghiệm pin xe điện thường kéo dài từ XNUMX đến XNUMX năm nhưng Real Graphene vẫn lạc quan về tiềm năng công nghệ của họ. Họ tin rằng pin làm từ graphene của họ có thể sạc một chiếc xe điện tiêu dùng tiêu chuẩn trong vòng chưa đầy một giờ, một sự cải thiện đáng kể so với thời gian sạc hiện tại. 

Tác động gián đoạn

Thời gian sạc nhanh hơn cho xe điện được kích hoạt bằng pin graphene có thể là yếu tố thay đổi cuộc chơi, khiến xe điện trở thành một lựa chọn hấp dẫn hơn đối với người tiêu dùng. Hơn nữa, khi các công ty ngày càng hướng tới việc điều chỉnh hoạt động của mình phù hợp với các chính sách môi trường, xã hội và quản trị (ESG), nhu cầu về các lựa chọn năng lượng sạch hơn như pin graphene có thể sẽ tăng lên. Sự thay đổi này có thể kích thích nghiên cứu và phát triển hơn nữa trong lĩnh vực này, bất chấp những hạn chế về kinh phí hiện tại.

Hơn nữa, tiềm năng của pin graphene còn mở rộng ra ngoài xe điện. Hãy xem xét các thiết bị gia dụng và dụng cụ điện, những thứ không thể thiếu trong cuộc sống hàng ngày của chúng ta. Những thiết bị này có thể nhận thấy sự cải thiện đáng kể về tuổi thọ và hiệu suất khi sử dụng pin graphene. Ví dụ, một máy khoan không dây chạy bằng pin graphene có thể hoạt động trong thời gian dài hơn, giảm tần suất sạc lại và cải thiện năng suất. Tương tự, các thiết bị gia dụng, như máy hút bụi và máy cắt cỏ, có thể sử dụng hiệu quả và thuận tiện hơn. Những cải tiến này có thể dẫn đến sự thay đổi trong kỳ vọng và tiêu chuẩn của người tiêu dùng đối với các thiết bị như vậy, ảnh hưởng đến các nhà sản xuất trong việc áp dụng pin graphene.

Tuy nhiên, chi phí sản xuất graphene cao là rào cản đáng kể cho việc áp dụng rộng rãi nó. Mặc dù vậy, sự quan tâm của các công ty lớn như Tesla Motors, Samsung và Microsoft đối với việc phát triển pin graphene là một dấu hiệu đầy hứa hẹn. Sự tham gia của họ có thể dẫn đến những tiến bộ trong kỹ thuật sản xuất, có khả năng giảm chi phí và làm cho pin graphene dễ tiếp cận hơn. Điều này có thể mở ra nhiều ứng dụng cho vật liệu này, từ thiết bị điện tử tiêu dùng đến hệ thống năng lượng tái tạo.

Ý nghĩa của công nghệ pin graphene

Ý nghĩa rộng hơn của pin graphene có thể bao gồm:

• Chi phí xe điện giảm đáng kể giúp đẩy nhanh hơn nữa quá trình chuyển đổi của thế giới khỏi các loại phương tiện đốt trong. 
• Sự phát triển nhanh chóng của máy bay điện và phương tiện VTOL (cất cánh và hạ cánh thẳng đứng) cho các trường hợp sử dụng thương mại và tiêu dùng—làm cho việc vận chuyển bằng máy bay không người lái đường dài và đô thị trở nên khả thi.
• Đầu tư của chính phủ vào lưới điện hiện đại hóa và các trạm sạc có thể cung cấp điện một cách an toàn theo cách cho phép sạc nhanh tiêu chuẩn với pin graphene.
• Việc tạo ra các công việc mới một khi chi phí sản xuất giảm dần và việc sản xuất hàng loạt pin graphene trở thành hiện thực.
• Các ngành công nghiệp mới và cơ hội việc làm trong khoa học vật liệu tiên tiến và sản xuất pin.
• Các quy định và tiêu chuẩn mới nhằm đảm bảo việc sử dụng pin graphene an toàn và có đạo đức, dẫn đến thị trường lưu trữ năng lượng được quản lý và an toàn hơn.
• Sự sẵn có của pin có tuổi thọ cao hơn và sạc nhanh hơn ảnh hưởng đến xu hướng nhân khẩu học, khiến nhiều người hơn, đặc biệt là ở vùng sâu vùng xa, được tiếp cận với các nguồn năng lượng đáng tin cậy.

Các câu hỏi cần xem xét

• Các sản phẩm công nghệ, chẳng hạn như điện thoại di động, máy tính bảng và các thiết bị thương mại khác có thể sẽ tồn tại lâu hơn nhiều khi được cung cấp năng lượng từ pin graphene. Bạn nghĩ điều này sẽ có ảnh hưởng gì đến doanh số bán lẻ và chủ nghĩa tiêu dùng nói chung?
• Xem xét các lợi ích của EV chạy bằng pin graphene, bao gồm cả khả năng sạc nhanh, bạn có nghĩ rằng pin graphene sẽ kích thích sự quan tâm và sở hữu nhiều hơn đối với xe điện không?