Ang mga baterya na nakabatay sa graphene ay malawakang ginagamit para sa iba't ibang mga komersyal na layunin. Ang pagpapabuti ng pagganap at bentahe ng buhay na bentahe ng pagbuo ng mga baterya na nakabatay sa graphene sa paglipas ng maginoo na baterya ng lithium-ion.
Ang Tesla Motors Ilona Mask ay isang kilalang halimbawa ng mga makabagong mga kumpanya na aktibong kasangkot sa pananaliksik at komersyalisasyon ng mga baterya ng graphene.
Nilalaman
Ano ang baterya ng graphene
Ang Graphene ay malawak na kilala bilang "mahimalang materyal" dahil sa marami sa mga kamangha-manghang mga katangian na naglalaman nito. Ito ay isang malakas na conductor ng elektrikal at thermal na enerhiya, lubos na magaan at nababaluktot na may isang malaking lugar sa ibabaw. Ito ay itinuturing din na friendly at sustainable, na walang limitasyong mga posibilidad para sa maraming mga application.
Kagiliw-giliw na malaman! Ang mga baterya ng graphene ay maaaring mabawasan ang epekto ng kapaligiran ng mga baterya.
Ang Graphene ay isang unibersal na molekula na may maraming natatangi at kanais-nais na mga pag-aari, at maaari itong magamit sa iba't ibang paraan, dahil walang unibersal na solusyon para sa paggamit nito.
Ginagamit ito upang mapabuti ang marami sa mga benepisyo na natagpuan sa maginoo na mga materyales, ngunit nakakatulong din ito upang malampasan ang mga nakaraang mga limitasyon ng baterya, na humantong sa pagtaas ng buhay ng baterya o pagganap ng baterya.
Paano ang produksiyon
Ang pag-convert ng mga tulagay na compound batay sa graphene at metal na angkop para magamit ay maaaring isagawa sa maraming paraan. Bilang nagbabago ang bagong teknolohiya, ang mga pamamaraan ay madalas na naimbento at kasunod na ginagamit.
Sa anumang pamamaraan, palaging mayroong maraming mga paraan upang i-synthesize ang materyal mismo. Hindi praktikal na ilarawan ang bawat isa sa kanila, samakatuwid, ang isang tiyak na pamamaraan ay isasaalang-alang dito.
Ang isang dalisay na elektrod na nakabatay sa graphene ay nakuha sa pamamagitan ng pagkakalat ng graphene oxide powder (100 mg) sa distilled water (30 ml) at sonication sa loob ng 30 minuto. Ang nagresultang suspensyon ay pinainit sa isang mainit na plato sa isang temperatura na 100 ° C at pagkatapos ay 3 ml ng hydrazine hydrate ay idinagdag.
Ang suspensyon ay pinananatili sa 98 ° C sa loob ng 24 na oras upang mabawasan ang graphene oxide. Ang nabawasan na graphene oxide ay maaaring makolekta sa pamamagitan ng pagsasala, mag-iwan ng isang itim na pulbos. Ang filter na pulbos ay pagkatapos ay hugasan ng maraming beses sa distilled water upang mabawasan ang labis na hydrazine.
Ang graphene na pulbos ay na-redispersed sa tubig gamit ang ultrasound, at ang nagresultang solusyon ay pagkatapos ay sentripuged sa 4000 rpm para sa 3 minuto upang matanggal ang mas malaking mga particle. Ang Graphene ay nakolekta sa pamamagitan ng vacuum filtration at pinatuyo sa vacuo. Sa isang pang-industriya scale, ang mga kumpanya mula sa Great Britain, Russia, Spain, USA at South Korea ay gumagawa nito.
Ang prinsipyo ng pagpapatakbo at aparato
Ang prinsipyo ng pagpapatakbo at pag-aayos ng mga graphene na baterya ay katulad ng tradisyonal na mga baterya, kung saan ginagamit ang dalawang electrodes at isang electrolyte solution upang mapadali ang paglipat ng ion. Ang pangunahing pagkakaiba sa pagitan ng mga baterya na nakabatay sa graphene at mga baterya na solid-state ay ang komposisyon ng isa o parehong mga electrodes.
Ang pagbabagong pangunahin ay namamalagi sa katod, ngunit posible ring gumamit ng carbon allotropes sa anode. Ang katod sa isang maginoo na baterya ay binubuo lamang ng mga solidong materyales, ngunit ang isang composite hybrid na materyal ay ginagamit bilang katod sa baterya ng graphene.
Mga pagtutukoy at Mga Tampok
Sa larangan ng baterya, ang mga maginoo na materyales ay makabuluhang pinabuting may graphene. Ang baterya ng graphene ng magnesium ay maaaring magaan, matibay at angkop para sa pag-iimbak ng enerhiya na may mataas na kapasidad, pati na rin para sa pagbabawas ng oras ng singilin. Nagdaragdag ito ng conductivity nang hindi nangangailangan ng dami ng carbon na ginagamit sa maginoo na mga baterya.
Maaaring mapabuti ng graphene ang mga katangian ng baterya tulad ng density ng enerhiya at hugis sa iba't ibang mga paraan. Ang mga baterya ng Lithium-ion (at iba pang mga uri ng mga rechargeable na baterya) ay maaaring mapabuti sa pamamagitan ng pagpapakilala ng graphene sa anode ng baterya at paggamit ng kondaktibiti ng materyal upang makamit ang pag-optimize at pagganap ng morphological.
Mahalaga! Ang conductivity ng mga baterya na nakabatay sa graphene ay higit na mataas kaysa sa iba pang mga materyales na semiconductor.
Natuklasan din na ang paglikha ng mga hybrid na materyales ay maaaring maging kapaki-pakinabang para sa pagpapabuti ng kalidad ng baterya. Halimbawa, ang isang hybrid ng catalysis ng vanadium oxide VO 2 at graphene ay maaaring magamit sa lithium-ion cathode, na nagbibigay ng mabilis na singilin at paglabas, pati na rin ang higit na tibay ng ikot ng singilin.
Sa kasong ito, ang VO 2 ay may isang mataas na lakas ng enerhiya, ngunit hindi magandang kuryente na kondaktibiti, na maaaring malutas gamit ang graphene bilang isang uri ng "base" na istruktura na kung saan ang VO 2 ay maaaring nakalakip - ang paglikha ng isang mestiso na materyal na may parehong mataas na kapasidad at mahusay na kondaktibiti.
Mga kalamangan at kawalan
Ang listahan ng mga pangunahing bentahe ay dapat kabilang ang:
- Kalinisan ng ekolohiya.
- Malaking tiyak na kapasidad.
- Mataas na kondaktibo.
- Mabilis na singilin.
- Teknikal na tibay.
Ang tanging disbentaha ng baterya ay ang produkto ay may malaking sukat. Sa pamamagitan nito, ang implanting ito sa mga miniature gadget (halimbawa, mga telepono) ngayon ay hindi posible.
Saan ginagamit ang mga graphene na baterya?
Ang mga baterya na nakabase sa Graphene ay may kapana-panabik na potensyal, at bagaman hindi pa ito ganap na magagamit, matindi ang pananaliksik at pag-unlad. Ginagamit sila ng maraming kilalang kumpanya.
Noong Agosto 2014, iminungkahi ni Tesla ang pagbuo ng isang bagong teknolohiya ng baterya, na magkakaroon ng halos dalawang beses na mas maraming lakas para sa modelo ng electric car nito.
Tulad ng para sa mga telepono, noong Nobyembre 2016, ipinakilala ng Huawei ang isang bagong graphene-coated lithium-ion na baterya na maaaring manatiling pagpapatakbo sa isang mas mataas na temperatura (60 ° degree kumpara sa umiiral na 50 ° na limitasyon) at nag-aalok ng mas mahabang buhay ng baterya.
Noong Disyembre 2018, inihayag ng kumpanya ng India Log 9 Materyal na nagtatrabaho ito sa isang bagong proyekto na maaaring teoretikal na humantong sa paglitaw ng mga de-koryenteng sasakyan na tumatakbo sa tubig.
Mga pananaw sa teknolohiya
Ayon sa mga mananaliksik sa mga tanyag na kumpanya, ang pinakabagong mga baterya ay mas mahusay kaysa sa tradisyonal na mga produkto. Bilang karagdagan, pinadagdagan nila ang enerhiya nang mas mabilis (sa ilang minuto).
Ang teknolohiyang ito ay hahantong sa isang rebolusyon sa pagbuo ng mga de-koryenteng kotse, ang paggawa ng mga smartphone, pati na ang mga computer ng laptop at tablet.
May mga katanungan ba o may maidagdag? Pagkatapos ay isulat sa amin ang tungkol dito sa mga komento, gagawin nitong mas kapaki-pakinabang, kumpleto at tumpak ang materyal.
