Как бы этому не сопротивлялись мировые нефтяные магнаты, но мир постепенно уходит от лидерства горюче-смазочных материалов. Что касается транспорта, техника переходит на аккумуляторы, оставляя ДВС в прошлые века.
Даже немецкий безстартерный мотор, заводящийся сжатым воздухом от компрессора, уже мало кого удивил. Электротранспорт привлекает больше внимания и компании заинтересовывают учёных быстрее шевелить мозгами именно в этом направлении. В итоге получаются портативные источники питания с хорошими параметрами, хотя и не дешевые.
История создания и технология графеновых аккумуляторов
Изобретение графена позволило стать Андре Гейму и Константину Новосёлову лауреатами Нобелевской премии по физике. Они совершили своё открытие в 2004 году в Манчестерском университете в Великобритании в городе Манчестер. Эти учёные — выходцы из России, но проживают и трудятся за рубежом. Использовать графен для улучшения свойств литий-ионных аккумуляторов начали исследователи из испанской компании Graphenano.
Гибкий графен, толщиной в 1 атом имеет высокую водонепроницаемость, он прочнее стали в 200 раз. Структура отлично проводит тепло, а кусок, площадью 1 м² весит всего 0,77 миллиграмм. Зато он может выдержать кота или собачку, весом до 4кг.
Такие его свойства позволяют применять графен во многих сферах, в том числе в аккумуляторах. Лучшие результаты получились при использовании его в литий-полимерных накопителях электроэнергии.
Компании, использующие графен в АКБ
Патент на использование графена приобрели многие компании. Для улучшения свойств литий-ионных батарей новый материал предполагалось задействовать на разработчики АКБ для автотранспорта. Впрочем, получились неплохие источники питания для дорнов и других микромощных аппаратов. На AliExpress можно найти разные модели одинарных элементов и батарей, состоящих из 2 – 6 звеньев и более.
Предлагаю ознакомиться с разработками некоторых фирм.
Samsung
Разработчики компании Samsung добились с помощью графена пятикратного увеличения скорости зарядки АКБ. При этом ёмкость накопления энергии у новых устройств также возросла на 45%. Учёные применили, так называемые графеновые шарики, которыми они покрыли анод накопителя. А так как инновационный материал имеет сопротивление в 140 раз меньшее, чем у кремния, то и скорость заряда возросла многократно.
Затейливость новой разработки заключается в получении этих самых шариков из графена. Их выращивают на каких-то наночастицах оксида кремния. К тому же верхний температурный предел новых аккумуляторов сместился с 50ºС на 60ºС.
Honor Magic
Бренд из Поднебесной Honor Magic давно уже использует в аккумуляторах своих смартфонов графен. Аппарат, в которые китайцы запихнули туда этот материал заряжаются:
· до половины — за 13 минут;
· до 70% — за 20 мин;
· за полчаса — более 90%.
То есть начало заряда происходит очень быстро, а под конец замедляется. Процесс напоминает скачиваемый на большой скорости файл.
Huawei
У компании Huaweiесть центральный научно-исследовательский институт. Он провёл ряд исследований с литий-ионными аккумуляторами для улучшения их свойств использованием графена. Разработчикам удалось:
· Лучше удалить остаточную воду из электролита;
· Защитить электролит от распада при повышении температуры;
· Увеличить температурную стабильность аккумулятора;
· Снизить внутреннее сопротивление;
· Реализовать лучший локальный отвод тепла.
В итоге: модернизированный аккумулятор, по сравнению с обычным литий-ионным, при одинаковых условиях максимальной нагрузки и параметрах окружающей среды, был холоднее на 5ºС. После, 200-часовой эксплуатации при температуре 60ºС, ёмкость упала всего на 13%. А после 2 тысяч циклов зарядки/разрядки в таких-же температурных условиях — лишь на 30%.
Разработчики предполагают использовать новые аккумуляторы в базовых станциях, располагаемых в жарких регионах мира. Главный научный сотрудник исследовательской лаборатории доктор Янсин Ли заявил, что скоро такие аккумуляторы появятся в телефонах их фирмы. Впрочем, Huawei разрабатывает графеновые АКБ для автомобилей и техники на электротяге.
Vorbeck Materials
Компания Vorbeck Materials анонсировала новинку — гибкий аккумуляторный ремешок на основе графена. Их можно прикрепить к любому существующему ремню сумки и использовать как мобильную зарядную станцию (2 порта USB и один порт micro USB). Ремешок Vor-Power весит 450 грамм и обеспечивает емкость 7200 мАч.
Полученный инновационный аккумулятор-ремень очень прочный и водонепроницаемый. Своё ноу-хау фирма планирует продавать за 129,99 долларов США.
