Графеновые аккумуляторы

Советы электрика
Нет комментариев
953 просмотров

графеновые аккумуляторыНаверное, никому в наше время не нужно объяснять, что без аккумулятора машина никуда не поедет, а когда наступают российские морозы, перед многими эта самая проблема встает, что называется, ребром: аккумулятор сел, машина не едет. Конечно, сегодня автопроизводители предлагают разнообразные аналоги: есть машины, работающие на электричестве, машины, работающие на газу. Но ученые продолжают тем не менее свои поиски идеального аккумулятора и один из последний вариантов, которые они предлагают, — это графеновые аккумуляторы.

Думаю, далеко не все знают о существовании такого материала как графен, а между тем это один из современнейших наноматериалов, которые открывает перед автомобилестроением совершенно новые возможности.

Что такое графен и чем он так хорош?

Попробуем разобраться, что это за чудо-материал и чем он так хорош для аккумуляторов. По своему строению графен состоит из атомов углерода и представляет собой двухмерный материал из кристаллов. Он очень известен в сфере нанотехнологий. Этот материал отличает очень высокая теплопроводность, а это значит, что он может эффективно выступать как в роли проводника, так и полупроводника. Еще одним его уникальным свойством является чрезвычайно высокая прочность. Графен способен выдержать воздействие высоких нагрузок, при этом не рвется и не прогибается.

Слово «графен» неслучайно немного по звучанию напоминает знакомый всем графит. Именно из этого материала и получают этот инновационный материал, отделяя чешуйки от маленьких графитовых частиц. Но не думайте, что это делается медленно и вручную, сегодня уже разработаны технологии, которые позволяют получать графен промышленным путем в больших объемах.

Стоит отметить и то, что этот материал чрезвычайно дешев, отличаясь при этом уникальной способностью к накоплению и удержанию заряда электричества, что делает его чрезвычайно привлекательным для различных разработок.

Научные разработки на основе графена

Разработки нового экономичного аккумулятора на основе графена ведутся многими странами и у всех есть свои достижения.

В частности, в нашей стране ученые решили создать инновационный аккумулятор, используя сочетание графена с магнием. Используя такой аккумулятор для электромобилей, они стремятся увеличить применение энергии солнца и ветра, а также снизить потребление бензина и дизеля, цены на которые постоянно растут.
Если сравнивать новые графеновые аккумуляторы с батареями из иона и лития, которые сегодня считаются наиболее экономичными и эффективными, то графен существенно выигрывает. При прочих равных эти батареи будут мощней, а их цена – ниже, достаточно существенно.графеновые аккумуляторы в автомобиле

В аккумуляторе соединены анод магния и катод графена. Стоимость магния при этом практически в 25 раз меньше, чем стоимость лития, из которого изготавливаются наиболее эффективные на сегодняшний день аккумуляторы. Стоит отметить также тот факт, что литий отличается достаточно высокой токсичностью, а магний – нет. Кроме того, существенным преимуществом магниево-графеновых аккумуляторов является их способность накапливать в два раза большую энергию на одну единицу объема, если провести сравнение с магнием.

Стоит отметить и разработки австралийских ученых в сфере нанотехнологий, ведь именно они предложили инновационный способ, который позволил держать графен в состоянии стабильности. Они стали изготавливать из него состав водяного геля. Если использовать такой состав в аккумуляторе, то это ускорит скорость его заряда до нескольких секунд. Согласитесь, соблазнительная перспектива- аккумулятор автомобиля, который за несколько секунд уже снова полностью готов к эксплуатации.

Проблема нестабильного состояния графена занимала ученых достаточно давно, ведь этот своеобразный материал изо всех сил стремился вернуться к своему первоначальному состоянию и превратиться в графит. Именно в Австралии предложили простой и действенный способ, который позволил стабилизировать наноматериал-, для этого просто достаточно держать его в водяном растворе. Только в таком виде графен можно эффективно использовать.

Активные работы по созданию инновационного аккумулятора ведут и ученые из Соединенных штатов Америки. В своих разработках они движутся в том же направлении, что и наши соотечественники. Они работают над улучшением таких параметров аккумуляторов, как емкость и скорость заряда. Для этого они предложили использовать пластины графена в комплексе с кластерами из кремния. Благодаря этому увеличилась скорость прохождения ионов лития через пластины графена. А это существенно повлияло на емкость аккумулятора и скорость его подзарядки. Если говорить конкретными цифрами, то улучшение, по мнению ученых, составляет не менее десяти раз.

Многие ученые считают, что за графеновыми аккумуляторами будущее, ведь они обладают пока совершенно непревзойденным комплексом характеристик. Отличаясь низкой стоимостью и доступностью (ведь графит практически лежит у нас под ногами), они при этом улучшают качество работы аккумуляторов до десяти раз. Согласитесь, эта цифра впечатляет? И когда узнаешь о подобных изобретениях, кажется, что не за горами то будущее, которое нам показывают в фантастических фильмах.

Очень существенно, что применение графеновых аккумуляторов позволит снизить количество потребления дорогих источников энергии, каковыми сегодня являются нефть и нефтепродукты. Кроме того, внедрение этой технологии повысит использование природных источников электроэнергии, которыми являются ветряная и солнечная энергия.

Графеновые аккумуляторы уже проходят серьезное промышленное тестирование в немецких автокомпаниях, что позволяет надеяться, что их использование в широких масштабах не за горами. А это и существенный вклад в экологию, ведь электромобили практически не загрязняют окружающую среду, что делает их очень привлекательными для использования.

Добавить комментарий

Ваш e-mail не будет опубликован.

Наверх