Autonómne zdroje energie zostávajú kameňom úrazu v modernom svete elektronických zariadení a zriedka akákoľvek vychytávka vydrží v režime „bojovej pripravenosti“ viac ako deň. Ale s príchodom grafénových batérií sa situácia môže dramaticky zmeniť.
Zloženie a možnosti grafénu
Grafén je materiál, ktorý uzrel svetlo sveta ešte v roku 2004. Už vtedy vedci, ktorí ho dostali, vedeli o najdôležitejšom parametri grafénu - jeho vysokej elektrickej vodivosti. Množstvo poznatkov o novom inovatívnom materiáli, ktorý priniesol prielom vo vede, bohužiaľ nestačilo na jeho zavedenie do rozsiahleho priemyslu.
Grafén Je tenký uhlíkový film, ktorý má stabilnú štruktúru vďaka spojeniu s akýmsi dielektrikom (najčastejšie oxidom). Na výrobu tohto materiálu nie sú potrebné príliš drahé výrobné linky a on sám je v takom množstve, že môže čoskoro zmeniť svet autonómnych napájacích zdrojov.
Hlavné výhody grafénu
Výhody úplne nového materiálu sú také početné, že drobné chyby na tomto pozadí jednoducho zmiznú.
- Vysoká pevnosť. Grafénový plech, hrubý menej ako jeden milimeter, je 200-krát silnejší ako ten istý plech z vysoko uhlíkovej ocele.
- Nízka hmotnosť. Ak z tohto materiálu vyrobíte hárok s hrúbkou najviac 1 mm a plochou 1 m2, jeho hmotnosť bude menej ako 1 gram.
- Nízka návratnosť nákladov. Aj po kritickom poškodení je možné výrobky z grafénu rýchlo opraviť s minimálnymi nákladmi.
- Vysoká elektrická vodivosť. Grafénové batérie sú tiež schopné nielen viesť, ale aj vyrábať elektrinu.
- Ekologická štruktúra.
Ďalšou dôležitou vlastnosťou grafénu je schopnosť rýchleho nabíjania, keď kapacita klesne na takmer nulu. Neoceniteľná výhoda najmä v oblasti automobilového priemyslu.
Kde sa používa grafén?
Tento materiál je jedinečný, lacný a je pomerne ľahké ho získať. V súčasnosti sa stal populárnym pri navrhovaní a výrobe nabíjateľných batérií. Najlepšie ústavy v Španielsku a Nemecku aktívne študujú užitočné vlastnosti grafénu a kombinujú tento materiál s niektorými druhmi polymérov.
Výsledok: vysokokapacitné batérie, ktoré sa dajú úplne nabiť za osem minút. Zároveň sa takáto batéria nebojí skratov a počas nabíjania sa neobjaví žiadny škodlivý a horľavý plyn.
Prvé prototypy preukázali vynikajúce výsledky z hľadiska kapacity, nie menej ako 5-násobku kapacity štandardných batérií. Náklady na takýto zdroj energie so všetkými nákladmi na jeho výrobu sú o 75-77% lacnejšie ako lítium-iónové modely.
V budúcnosti sa plánuje dobyť také dôležité odvetvia, ako je výroba leteckých raketoplánov a návrh mikroprocesorových prvkov pomocou grafénu. Mnoho spoločností už teraz investuje do vývoja tohto materiálu dosť pôsobivé prostriedky.