Baterie grafenowe - technologia, która zmieni świat

W 2004 r. Rosyjscy naukowcy Konstantin Novoselov i Andrei Game, pracujący na uniwersytecie w Manchesterze (Manchester, Wielka Brytania) mogli uzyskać grafen na podłożu z tlenku krzemu. Była to stabilna dwuwymiarowa folia ze względu na wiązanie z cienką warstwą tlenku (dielektryka). Parametry filmów węglowych o grubości jednego atomu (milion razy cieńsze niż kartka papieru), takie jak przewodnictwo elektryczne, efekt Shubnikova-de Haasa i efekt Halla zostały następnie zmierzone przez naukowców. Novoselov i Game otrzymali Nagrodę Nobla za te zaawansowane prace w 2010 roku.

Dzisiaj grafen słusznie można nazwać materiałem rewolucyjnym XXI wieku. Ten związek węgla jest najcieńszy, najsilniejszy i ma najwyższą przewodność elektryczną. Obecnie na badania nad grafenem przeznaczono kilka miliardów dolarów i zdaniem naukowców materiał ten może zastąpić krzem w przemyśle półprzewodników. Grafen bez wątpienia zmieni świat technologii w nadchodzących latach, między innymi dlatego, że jest niedrogi w produkcji i bardzo powszechny w naturze. Każdy kraj ma go pod dostatkiem.

Tymczasem inżynierowie z Hiszpanii opracowali akumulator nowej generacji na bazie grafenu. Okazało się, że jest o 77% tańszy niż litowe odpowiedniki, dwa razy lżejszy, a ze względu na wyjątkowe właściwości przewodzące grafenu, może być w pełni naładowany w zaledwie 8 minut, a ładunek ten wystarcza na samochód elektryczny na 1000 kilometrów.

Nowe akumulatory zostały już przetestowane przez dwie niemieckie firmy samochodowe. Samochód elektryczny jest uważany za bardzo obiecujący środek transportu, pomimo jego mniejszej mocy i prędkości w porównaniu do tradycyjnych pojazdów na paliwo ciekłe, ponieważ zaspokaja podstawowe potrzeby większości ludzi.

Najnowocześniejsze samochody elektryczne na produkcji baterie litowe ładowanie zajmuje kilka godzin, a ładowanie wystarcza na zaledwie 300 kilometrów. W porównaniu z tym nowe hiszpańskie akumulatory grafenowo-polimerowe Graphenano, opracowane wspólnie z naukowcami z National University of Cordoba, wyglądają jak rewolucyjne źródło cudów, całkowicie eliminujące wady tradycyjnych akumulatorów litowo-jonowych.

Obecnie Graphenano jest wiodącym na świecie producentem grafenu w produkcji przemysłowej, a doświadczenie zdobyte już przez inżynierów pozwala nam nazywać ich profesjonalistami na tej rewolucyjnej ścieżce.

Grafen jest niezwykle lekki, arkusz o powierzchni 1 metra kwadratowego waży 0,77 gramów, jest przezroczysty, elastyczny, wodoodporny, 200 razy mocniejszy niż stal, a jednocześnie nie stanowi zagrożenia dla środowiska. Po uszkodzeniu materiał można łatwo przywrócić. Ultra-wysoka przewodność elektryczna grafenu pozwala uzyskać prędkość w chipach 100 razy wyższą niż w nowoczesnych chipach krzemowych.

Grafen z łatwością przewodzi ciepło, wytwarza prąd i jest w stanie zmienić swoje właściwości w połączeniu z innymi materiałami - nawet najmniejsze atomy helu mogą się w nim przecinać.

Pod koniec 2015 r. Graphenano otworzył fabrykę o powierzchni ponad 7 000 metrów kwadratowych produkującą baterie grafenowo-polimerowe w hiszpańskim mieście Yecla, dzięki wspólnemu wysiłkowi z zespołem chemików z National University of Cordoba i Grabat Energy. Specjalny sprzęt został stworzony, aby zapewnić 20 linii montażowych do 80 milionów komórek.

Pierwsze akumulatory o wysokiej wartości dodanej mają zostać wprowadzone na rynek w 2017 roku. Baterie te nie wytwarzają gazu i nie są łatwopalne, powiedz Graphenano, nawet zwarcie nie będzie dla nich przerażające. Polimer został certyfikowany we współpracy z instytutami Dekra (Hiszpania) i TUV (Niemcy).

Wyniki testu przekroczyły już 1000 watów na kilogram dla nowego polimeru grafenowego. Nic dziwnego, że Graphenano zawarł umowy o współpracy z wieloma liderami branży lotniczej i motoryzacyjnej, a także z firmami zajmującymi się energią odnawialną.