Grafena baterija za električno vozilo

Mnogi vjeruju da je budućnost automobilske industrije iza električnih automobila. U inozemstvu postoje računi na kojima se dio prodanih automobila godišnje mora biti hibrida ili raditi na električnoj energiji, 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? Vjerojatno će u ovom čovječanstvu akumulatori grafena pomoći.

Što je grafen?

Revolucionarni materijal nove generacije, najsvježiji i najsnažniji, najsvjetličniji vodič, govori samo o grafenu, što nije ništa drugo nego dvodimenzionalna ugljična rešetka, jedan atom debljine. Stvoritelji grafena, Konstantin Novoselov i Andrey Geim, dobitnik Nobelove nagrade. Obično, između otkrića i početka praktične upotrebe ovog otkrića, u praksi je potrebno dugo, ponekad i desetke godina, ali grafena nije trpjela takvu sudbinu. Možda je to zbog činjenice da Novoselov i igra nisu sakrili tehnologiju svoje proizvodnje.

Oni ne samo da govore o svijetu, već su i pokazali: postoji video na YouTubeu, gdje Konstantin Novoselov detaljno govori o ovoj tehnologiji. Stoga, možda ćemo uskoro napraviti i grafene baterije vlastitim rukama.

dizajn

Pokušaji korištenja grafena bili su gotovo u svim područjima znanosti. Pokušao ju je u sunčanim akumulatorima, slušalicama, kućištima, pa čak i pokušao liječiti rak. Međutim, u ovom trenutku, jedna od najzahtjevnijih i najobimnijih stvari za čovječanstvo je grafenska baterija. Podsjetimo 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 djeluje na isti princip kao olovo s alkalnim ili kiselim elektrolitom. Ovo načelo je elektrokemijska reakcija. Prema uređaju, grafenska baterija slična je litij-ionskoj bateriji s čvrstim elektrolitom, u kojoj 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 stvaranje katode iz ploča grafena i silicija, te anoda iz klasičnog litij kobalta. Ruski inženjeri pronašli su drugo rješenje. Toksična i skupo litijska 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 više od litij-ionskih baterija, ali njihovi strani kolege tvrde da su na deset.

Akumulatori grafena pokrenuti su u masovnoj proizvodnji 2015. Na primjer, ovo je španjolska tvrtka Graphenano. Prema proizvođaču, uporaba tih baterija u električnim automobilima na logističkim stranicama pokazuje prave praktične mogućnosti baterije s grafenskom katodom. Za potpuno napunjenost traje samo osam minuta. Maksimalna duljina vožnje je također 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 započeti s proizvodnjom 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 dohodak biti oko tri milijarde eura. Pored toga, Kina, poznata po ekološkim problemima, bit će opremljena ekološki prihvatljivim i jeftinim "gorivom". 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 su Graphenano dvije godine bave proizvodnjom "masovne baterije", ali pronaći električni automobil na cesti je rijetkost ne samo za Rusiju. Sve karakteristike i podaci koje objavljuje korporacija su prilično nejasni. Općenito, oni ne idu dalje od opće prihvaćenih teorijskih ideja o tome koje bi parametre trebalo imati grafensku bateriju za električno vozilo.

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

Grafena i svjetsko tržište

Pristaše svih teorija zavjere reći će da izgled takvog automobila nikome nije od koristi, jer će ulje ići u pozadinu, što znači da će se prihodi od njezinog ekstrakcije smanjiti. Međutim, najvjerojatnije su inženjeri naišli na neke probleme, ali ne žele oglašavati. Sada se čuje riječ "grafene", mnogi to smatraju materijal budućnosti, pa možda, znanstvenici ne žele pokvariti njegovu slavu.

Problemi u razvoju

Međutim, može biti i da je materijal stvarno inovativan, pa pristup zahtijeva odgovarajući. Možda bi 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 napajaju za samo osam minuta. Stručnjaci potvrđuju da je stvarno moguće, samo izvor napajanja mora biti barem jedan megawatt, 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 u 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.