Grafena baterija za električno vozilo

Mnogi vjeruju da je budućnost automobilske industrije iza električnih automobila. U inozemstvu postoje računi kod kojih se dio prodanih automobila godišnje mora biti hibrida ili trčati na električnu energiju, tako da se novac ulaže ne samo u oglašavanju takvih automobila, već iu izgradnji benzinskih postaja.

Međutim, mnogi ljudi i dalje čekaju da električni automobili postanu pravi konkurenti tradicionalnim automobilima. Ili će možda biti kad se vrijeme punjenja smanjuje, a vijek trajanja baterije se povećava? Možda će u ovom čovječanstvu pomoći grafičkoj bateriji.

Što je grafen?

Revolucionarni materijal nove generacije, najsvježiji i najsnažniji, najsvjetličniji vodljivi, sve je u vezi grafena, što nije ništa drugo nego dvodimenzionalna ugljična rešetka, jedan atom debljine. Stvoritelji grafena, Konstantin Novoselov i Andrey Geim, dobili su Nobelovu nagradu. Obično, između otkrića i početka praktične upotrebe ovog otkrića, u praksi je potrebno dugo, ponekad i desetljeća godina, ali grafena nije trpjela takvu sudbinu. Možda je to zbog činjenice da Novoselov i Geim nisu sakrili tehnologiju svoje proizvodnje.

Oni ne samo da govore o svijetu, već su pokazali i videozapis na usluzi YouTube, gdje Konstantin Novoselov detaljno opisuje tu tehnologiju. Dakle, možda ćemo uskoro napraviti i grafene baterije vlastitim rukama.

dizajn

Pokušaji korištenja grafena bili su gotovo u svim područjima znanosti. Pokušao ju je u solarnim baterijama, slušalicama, kućištima, pa čak i pokušao liječiti rak. Međutim, u ovom trenutku jedna od najzahtjevnijih i neophodnijih stvari za čovječanstvo je grafenska baterija. Sjetite se da s takvom neospornom prednošću kao jeftino i ekološki prihvatljivo gorivo, električna vozila imaju ozbiljan nedostatak - relativno malu maksimalnu brzinu i rezervu snage ne više od tri stotine kilometara.

Rješenje problema

Grafena baterija radi na istom principu kao olovo s alkalnim ili kiselim elektrolitom. Ovo načelo je elektrokemijska reakcija. Prema uređaju, grafenska baterija slična je litij-ionskoj bateriji s čvrstim elektrolitom, pri čemu je katoda ugljeni koks, koji je bliski sastav prema čistom ugljiku.

Međutim, već sada među inženjerima koji razvijaju akumulatore grafena, postoje dva temeljno drugačija smjera. U Sjedinjenim Američkim Državama znanstvenici su predložili izradu katode iz ploča grafena i silicija, te anode iz klasičnog litij kobalta. Ruski inženjeri pronašli su drugo rješenje. Toksična i skupo litijeva sol može se zamijeniti ekološki prihvatljivijim i jeftinijim magnezijevim oksidom. Kapacitet baterije se povećava u svakom slučaju povećanjem brzine prolaza iona iz jedne elektrode u drugu. To se postiže zbog činjenice da grafen ima visok indeks električne propusnosti i sposobnost akumuliranja električnog naboja.

Mišljenja znanstvenika o inovacijama su podijeljena: ruski inženjeri tvrde da grafene baterije imaju kapacitet dvostruko veći od litij-ionskih baterija, ali njihovi strani kolege tvrde da su na deset.

Akumulatori grafena pokrenuti su u masovnoj proizvodnji 2015. Na primjer, to je španjolska tvrtka Graphenano. Prema proizvođaču, uporaba ovih baterija u električnim automobilima na logističkim mjestima pokazuje prave praktične mogućnosti baterije s grafenskom katodom. Za potpuno napunjenost traje samo osam minuta. Maksimalna kilometraža također je sposobna povećati akumulatore grafena. Punjenje 1000 km umjesto tristo - to je ono što Graphenano Corporation želi ponuditi potrošačima.

Španjolska i Kina

S Graphenanom, kineska tvrtka Chint, koja je kupila 10 posto udjela u španjolskoj korporaciji za 18 milijuna eura, surađuje. Zajednički fondovi će se koristiti za izgradnju tvornice s dvadeset proizvodnih linija. Projekt je već primio oko 30 milijuna ulaganja, koji će biti uloženi u instalaciju opreme i zapošljavanje zaposlenika. Prema izvornom planu, postrojenje je trebalo početi proizvoditi oko 80 milijuna baterija. U početnoj fazi, glavno tržište bi trebalo biti Kina, a zatim je planirano započeti isporuke u druge zemlje.

U drugoj fazi, Chint je spreman uložiti 350 milijuna eura za izgradnju drugog pogona, koji će imati oko pet tisuća zaposlenika. Takve brojke ne čudi, budući da će ukupni prihod biti oko tri milijarde eura. Pored toga, Kina, poznata po svojim ekološkim problemima, bit će osigurana ekološki prihvatljiv i jeftin "gorivo". Međutim, kao što možemo vidjeti, osim glasnih izjava, svjetlo nije vidjelo ništa, samo modeli za ispitivanje. Iako je korporacija Volkswagen također najavila svoju namjeru da surađuje s Graphenanom.

Očekivanja i stvarnost

U dvorištu 2017. godine, što znači da se Graphenano bavi "masovnom" proizvodnjom baterija već dvije godine, ali kako bi pronašli električni automobil na cesti, rijetkost je ne samo za Rusiju. Sve karakteristike i podaci objavljeni od strane korporacije su prilično nejasni. Općenito, oni ne idu dalje od opće prihvaćenih teorijskih pojmova o tome koje bi parametre grafensku bateriju trebalo posjedovati.

Osim toga, do sada je sve ono što je predstavljeno potrošačima i investitorima samo računalni modeli, bez pravih prototipova. Dodavanje problema i činjenica da grafen - materijal koji je vrlo skup u proizvodnji. Unatoč glasnim izjavama znanstvenika o tome kako se može tiskati na koljenu, u ovoj fazi moguće je smanjiti samo troškove pojedinih komponenti.

Grafena i svjetsko tržište

Pristaše svih teorija zavjere reći će da izgled takvog automobila nikome ne koristi, jer će ulje ići u pozadinu, pa će se prihodi od njezinog ekstrakcije smanjiti. Međutim, najvjerojatnije su inženjeri naišli na neke probleme, ali ne žele oglašavati. Riječ "grafene" sada je na raspravi, mnogi smatraju materijalom budućnosti, pa možda znanstvenici ne žele pokvariti svoju slavu.

Problemi u razvoju

Međutim, također može biti da je materijal stvarno inovativan, pa pristup zahtjeva odgovarajući. Možda bi se baterije koje koriste grafen temeljno razlikuju od tradicionalnih litij-iona ili litij-polimera.

Postoji još jedna teorija. Corporation Graphenano je rekao da se nove baterije pune u samo osam minuta. Stručnjaci potvrđuju da je ovo stvarno moguće, samo izvor napajanja mora biti barem jedan megavat, što je moguće u uvjetima ispitivanja u postrojenju, ali ne kod kuće. Izgradnja dovoljnog broja benzinskih postaja s tim kapacitetom košta puno novca, cijena jednog punjenja bit će prilično visoka, tako da grafička baterija za automobil neće donijeti nikakvu korist.

Praksa pokazuje da su revolucionarne tehnologije već dugo ugrađene na svjetsko tržište. Potrebno je provesti mnoga ispitivanja kako bi se osigurala sigurnost proizvoda, tako da se pojava novih tehnoloških uređaja ponekad odgađa dugi niz godina.