Graphene baterija za električni avtomobil

Anonim

Mnogi verjamejo, da je prihodnost avtomobilske industrije za električne avtomobile. V tujini obstajajo računi, kjer morajo nekateri letno prodani avtomobili biti hibridi ali električni, zato se denar ne vlaga samo v oglaševanje takšnih avtomobilov, temveč tudi za gradnjo bencinskih črpalk.

Vendar pa mnogi ljudje še vedno čakajo, da električni avtomobili postanejo pravi tekmeci tradicionalnim avtomobilom. Ali pa se bo to zgodilo, ko se čas polnjenja zmanjša, življenjska doba baterije pa se bo povečala? Morda bo to pomagalo človeškim grafenskim baterijam.

Kaj je grafen?

Revolucionarni material nove generacije, najlažji in najtrajnejši, najbolj električno prevoden je vse o grafenu, ki ni nič drugega kot dvodimenzionalna ogljikova mreža en debel atom. Ustvarjalci grafena, Konstantin Novoselov in Andrej Geim, so prejeli Nobelovo nagrado. Običajno med odkritjem in začetkom praktične uporabe tega odkritja v praksi traja veliko časa, včasih celo desetletja, vendar grafen ni utrpel take usode. Morda je to posledica dejstva, da Novoselov in Heim nista prikrila tehnologije svoje proizvodnje.

Ne samo, da so o tem povedali celotnemu svetu, temveč so pokazali tudi: na YouTube je video, kjer Konstantin Novoselov podrobno govori o tej tehnologiji. Zato bomo lahko kmalu izdelali grafenske baterije z lastnimi rokami.

Razvoj dogodkov

Poskusi uporabe grafena so bili na skoraj vseh področjih znanosti. Poskusili so ga v solarnih baterijah, slušalkah, ohišjih in celo poskušali zdraviti raka. Vendar je trenutno ena najbolj obetavnih in nujnih stvari za človeštvo grafenska baterija. Spomnimo se, da s tako nesporno prednost, kot poceni in okolju prijazno gorivo, električna vozila imajo resno pomanjkljivost - relativno majhna največja hitrost in rezerve moči ne več kot tristo kilometrov.

Rešitev problema stoletja

Grafenska baterija deluje po enakem principu kot svinec z alkalnim ali kislim elektrolitom. To načelo je elektrokemična reakcija. Naprava je grafenska baterija, podobna litij-ionskemu s trdnim elektrolitom, v katerem je katoda premogovni koks, ki je po sestavi podoben čistemu ogljiku.

Vendar pa zdaj med inženirji, ki razvijajo grafenske baterije, obstajata dve bistveno različni smeri. V Združenih državah Amerike so znanstveniki predlagali izdelavo katode grafenskih in silicijevih plošč, med seboj razporejenih, in anoda - klasičnega litijevega kobalta. Ruski inženirji so našli drugo rešitev. Strupeno in drage litijeve soli lahko nadomestimo z okolju prijaznejšim in cenejšim magnezijevim oksidom. Kapaciteta baterije se v vsakem primeru poveča s povečanjem hitrosti prehoda ionov z ene elektrode na drugo. To se doseže zaradi dejstva, da ima grafen visoko stopnjo električne prepustnosti in sposobnost akumuliranja električnega naboja.

Mnenja znanstvenikov o inovacijah so razdeljena: ruski inženirji trdijo, da imajo grafenske baterije zmogljivost, ki je dvakrat večja od litij-ionskih baterij, medtem ko njihovi tuji kolegi trdijo, da je deset.

Graphene baterije v serijski proizvodnji v letu 2015. Špansko podjetje Graphenano se na primer ukvarja s tem. Po navedbah proizvajalca uporaba teh baterij v električnih vozilih na logističnih lokacijah kaže dejanske praktične možnosti baterije z grafensko katodo. Za popolno polnjenje je potrebnih le osem minut. Največja dolžina poti lahko poveča tudi grafenske baterije. Graphenano želi potrošnikom ponuditi polnjenje 1000 km namesto tristo.

Španija in Kitajska

Kitajska družba Chint sodeluje z Graphenanom, ki je kupil 10-odstotni delež španske korporacije za 18 milijonov evrov. Skupni sklad bo gradnja obrata z dvajsetimi proizvodnimi linijami. Projekt je že prejel okoli 30 milijonov naložb, ki bodo vložene v namestitev opreme in najemanje zaposlenih. Po prvotnem načrtu naj bi elektrarna začela proizvajati približno 80 milijonov baterij. Na začetni stopnji bi morala Kitajska postati glavni trg, nato pa je bilo načrtovano, da se začne dobavljati v druge države.

Na drugi stopnji je Chint pripravljen vložiti 350 milijonov evrov v gradnjo novega obrata, ki bo imel približno pet tisoč zaposlenih. Takšne številke niso presenetljive, saj bodo skupni prihodki znašali približno tri milijarde evrov. Poleg tega bo Kitajska, ki je znana po svojih okoljskih problemih, dobila okolju prijazno in poceni gorivo. Vendar, kot lahko opazimo, razen glasnih izjav, svetloba ni videla ničesar, samo testne modele. Čeprav je tudi Volkswagen napovedal sodelovanje z Graphenanom.

Pričakovanja in realnost

To je 2017 na dvorišču, kar pomeni, da je bil Graphenano ukvarjajo z "množično" proizvodnjo baterij za dve leti, vendar za izpolnitev električni avtomobil na cesti je redkost, ne samo za Rusijo. Vse značilnosti in podatki, ki jih je objavila družba, so precej nejasni. Na splošno ne presegajo splošno sprejetih teoretičnih idej o tem, kakšne parametre naj bi imela grafenska baterija za električno vozilo.

Poleg tega je doslej vse, kar je bilo predstavljeno potrošnikom in vlagateljem, le računalniški modeli, brez pravega prototipa. Dodajanje problemov je, da je grafen material, ki je zelo drag za izdelavo. Kljub glasnim izjavam znanstvenikov o tem, kako se lahko "natisne na koleno", je na tej stopnji mogoče zmanjšati samo stroške nekaterih komponent.

Grafen in svetovni trg

Zagovorniki vseh vrst teorij zarote bodo rekli, da videz takšnega avtomobila nikomur ne bo koristil, saj bo nafta šla v ozadje, kar pomeni, da se bodo zmanjšali prihodki iz njegove proizvodnje. Vendar pa je najverjetneje, da se inženirji soočajo z nekaterimi težavami, vendar jih ne želijo oglaševati. Beseda "grafen" je zdaj na zaslišanju, mnogi menijo, da je material prihodnosti, zato morda znanstveniki ne želijo pokvariti njene slave.

Razvojna vprašanja

Lahko pa je, da je material resnično inovativen, zato pristop zahteva ustrezno. Morda bi morale biti baterije, ki uporabljajo grafen, bistveno drugačne od tradicionalnih litij-ionskih ali litij-polimernih.

Obstaja še ena teorija. Graphenano Corp. je dejal, da se nove baterije polnijo v samo osmih minutah. Strokovnjaki potrjujejo, da je to dejansko mogoče, samo moč vira energije mora biti vsaj en megavat, kar je mogoče v preskusnih pogojih v obratu, vendar ne doma. Gradnja zadostnega števila bencinskih črpalk s tako močjo bo stala veliko denarja, cena ene naboje bo precej visoka, tako da grafenska baterija za avto ne bo prinesla nobene koristi.

Praksa kaže, da so revolucionarne tehnologije že dolgo časa zgrajene na svetovnem trgu. Potrebno je opraviti veliko preskusov, da se zagotovi, da je izdelek varen, zato je proizvodnja novih tehnoloških naprav včasih dolgotrajna.