Графен – будущее аккумуляторных батарей!
Графен – одна из аллотропных форм углерода с гексагональной структурой.
Только представьте себе невероятно лёгкую пластину толщиной в атом, которая в 200 раз крепче стали. Только этим удивительные свойства графена не ограничиваются. Графен также может быть гибким, прозрачным, а его электропроводность превышает электропроводность меди. Простыми словами: графен – это углеродная пленка толщиной в 1 атом, которая сделана из того же материала, что и обычные графитовые карандаши. Именно из-за своих свойств графит отличный аналог компонентам литий-ионных аккумуляторов!
Если составить 3 миллиона листов графена, то можно получить толщину около 1 мм.
Графен был открыт в 2004 Андреем Геймом и Константином Новоселовым из Манчестерского университета. За это открытие Гейм и Новоселов были награждены Нобелевской премией по физике в 2010 году.
Почему литий – это прошлое?
Литий-ионный аккумулятор имеет множество недостатков, несмотря на то, что он сейчас невероятно распространен:
- небольшой ресурс циклов заряда-разряда (до 1000);
- саморазряд при комнатной температуре до 10% за год;
- высокая температура сокращает срок эксплуатации;
- медленная зарядка;
- малый пиковый ток до 10С (13 Ампер);
- при взаимодействии с кислородом может загореться и взорваться.
Как графен изменит будущий мир гаджетов ?
Уже сегодня на рынке представлены некоторые товары, содержащие в себе графеновые элементы. Например, всем известные наушники Xiaomi Mi Pro HD. В их структуре используются графеновые мембраны. Разработчики утверждают, что такие мембраны идеально передают мельчайшие детали звучания.
В ноябре 2017 года Samsung Electronics объявила о разработке новых аккумуляторов для смартфонов, которые смогут заряжаться всего за 12 минут, в отличие от обычных, которые заряжаются около часа-двух. Также компания Samsung занимается исследованиями, которые направлены на упрощение производства графена. Считается, что это приведет к появлению электроники миниатюрных размеров. Специалисты компании работают над созданием мобильных телефонов размером с банковскую пластиковую карточку.

Графен может заменить кремний, используемый при производстве микросхем, который существенно ограничивает габариты микросхем.
Сегодня для производства прозрачных сенсорных дисплеев используется индий-оловянный оксид (ITO). У этого материала есть недостаток – он очень хрупкий. Графен этого недостатка лишен.
На основе графена созданы сверхчувствительные сенсоры, биосенсоры, миниатюрные конденсаторы высокой емкости, вмодуляторы излучения, прозрачные сенсорные экраны с диагональю более 80 см, компания IBM создала транзисторы на основе графена с быстродействием в 100 ГГц.
Вообще графен тот материал который может перевернуть мир электроники и физики.
Но есть одно но, это сложность его получения. Поэтому пока мы не найдем способ получения графена другим путем, он не станет так распространен.