Kas ir tik liels darījums ar grafēnu?
Lielais darījums ir tas, ka grafēna baterijas uzlādējas ļoti ātri. Mēs esam izmēģinājuši Elecjet gaidāmo blank” rel=”noopener”>Apollo Ultra, un tā var viegli uzlādēt savu 10 000mAh kapacitāti pusstundas laikā. Tas tiešām iet pie sirds, kad saprotat, ka lielākajai daļai bateriju ar šādu kapacitāti pilnai uzlādei nepieciešamas pāris stundas. Apollo Ultra veiktspēja lielā mērā ir atkarīga no 100 vatu lādētāja, bet smago darbu šeit veic grafēna katods.
Labi, bet kā patiesībā darbojas grafēna baterija?
Atslābinieties, mēs tikko sākam to izskaidrot. Vispirms īsi atsvaidzināsim atmiņu par to, kā darbojas litija jonu baterijas. Īsumā, baterijai ir divas galvenās nodalījumi, kas atdalīti ar porainu membrānu. Kad jūs uzlādējat bateriju, tā pavelk elektronus no viena nodalījuma uz otru. Membrāna neļauj tiem elektroniem atgriezties atpakaļ uz sākotnējo pusi. Kad baterijas ķēde tiek pabeigta ar ierīci, kas vajag enerģiju, tiem elektroniem ir ceļš atpakaļ. Tātad tie elektroni iziet cauri visiem nepieciešamajiem posmiem, lai atgrieztos sākuma punktā, tādējādi radot brīnišķīgo elektrisko strāvu, kas mums nepieciešama, lai skatītos kaķu video YouTube.
Tagad šiem elektroniem ir nepieciešama vieta, kur atpūsties abās pusēs. Parasti negatīvi lādētajai anoda pusei litija jonu baterijā tiek izmantots grafīts. Tas ir ogleklis, tas ir stabils un pietiekami lipīgs elektroniem, lai tie tur paliktu, bet ne tik lipīgs, lai tos nevarētu noņemt. Anods ir tā puse, kas velk elektronus, kad jūs uzlādējat bateriju.
Grafēns ir viena monomolekulāra grafīta kārta. Šīs struktūras dēļ grafēns ir vēl stabilāks nekā grafīts. Tas nodrošina unikālu režģi elektroniem, lai tie varētu nostiprināties virs un zem lapas, neuzsistoties pret citām lapām kā grafītā. Grafēns var būt par 70% vadošāks nekā varš, kas ievērojami uzlabo baterijas uzlādes veiktspēju.
Tad nu … ātra uzlāde? Tas viss?
Kas par cinismu! Otra lieta, izmantojot grafēnu, ir tā ilgstoša kopējā dzīves cikla pagarināšana. Tā kā grafēns ir stabilāks nekā grafīts, tas degradējas daudz lēnāk. Uzlādējot un izlādējot bateriju, vidēji, kas tur elektronus pie anoda un katoda, nedaudz sabojājas no elektronu vilkšanas no tiem visu laiku. Oglekļa atomiem grafēnā ir ļoti ciešas saites, kas, saskaņā ar Elecjet teikto, nodrošina Apollo Ultra baterijai vairāk nekā 2500 enerģijas ciklus, salīdzinot ar parastajiem 500. Lai gan tas vēl joprojām ir jāredz ikdienas lietošanā, 5x samazinājums bateriju atkritumos varētu pat pārspēt sākotnējo ātras uzlādes jaunumu.
Cik ilgi mums jāgaida, līdz grafēna baterijas pārņems vadību?
Apollo Ultra ir Elecjet ceturtā grafēna baterija, bet citi ražotāji neparāda pazīmes par līdzīgiem soļiem. Grafēna balstīta ātra uzlāde sasniedz punktu, kur tā var radīt ievērojamu konkurētspējas priekšrocību jūrā no līdzīgajiem bateriju blokiem. Šīs tehnoloģijas izplatība ir atkarīga no citu uzņēmumu atzīšanas priekšrocības un sākot to iekļaut savos produktos. Pat tad, kad šis lēmums tiek pieņemts, mazajiem spēlētajiem var prasīties pāris gadi, lai īstenotu šo stratēģiju. Var paiet kāds laiks, līdz tas pat nonāk lielo ražotāju redzeslokā. Tieši lielajiem ražotajiem ir jāpanes grafēna bateriju ražošana līmenī, kas noved pie plašas pieņemšanas. Mums pat var nepamanīt, kad tas notiks – galu galā mēs tikai redzam, ka mūsu baterijas uzlādējas ātrāk. Būs nepieciešami gadi, pirms grafēna baterijas iegūst popularitāti, bet mēs turpināsim sekot līdzi.
Grafēns ir pētīts gadiem ilgi un parādījis milzīgu potenciālu. Uzlabojumi bateriju tehnoloģijā notiek reti, tāpēc ir aizraujoši, kad tie patiešam nonak tirgū. Lai gan tas ir lieliski jaunumi tiem no mums, kas meklē veidu, kā ātri uzlādēt tālruņus, klēpjdatorus un planšetdatorus, ir jāņem vērā arī lielapjoma pielietojumi. Nav grūti iedomāties, kā grafēna balstīta portatīvā viedtālruņa baterija beigus tiks attīstīta liela mēroga komerciālajiem akumulatoriem saules un vēja enerģijas ražošanai.