Autonomie enerģijas avoti joprojām ir klupšanas akmens mūsdienu elektronisko ierīču pasaulē, un reti kurš sīkrīks pilnā "kaujas gatavības" režīmā var izturēt vairāk nekā dienu. Bet, parādoties grafēna baterijām, situācija varētu krasi mainīties.
Grafēna sastāvs un iespējas
Grafēns ir materiāls, kas dienasgaismu ieraudzīja tālajā 2004. gadā. Jau toreiz zinātnieki, kas to saņēma, zināja par vissvarīgāko grafēna parametru - tā augsto elektrovadītspēju. Diemžēl zināšanu daudzums par jauno, novatorisko materiālu, kas radīja izrāvienu zinātnē, nebija pietiekams, lai to ieviestu plaši izplatītā nozarē.
Grafēns Ir plānā oglekļa plēve, kurai ir stabila struktūra, pateicoties savienojumam ar sava veida dielektriku (visbiežāk - oksīdu). Šī materiāla ražošanai nav nepieciešamas pārāk dārgas ražošanas līnijas, un viņš pats atrodas tādos daudzumos, ka tas drīz var pagriezt autonomo barošanas avotu pasauli.
Grafēna galvenās priekšrocības
Pilnīgi jauna materiāla priekšrocības ir tik daudz, ka nelieli trūkumi uz šī fona vienkārši izzūd.
- Augsta izturība. Grafēna loksne, kuras biezums ir mazāks par vienu milimetru, ir 200 reizes stiprāka nekā tā pati augsta oglekļa tērauda loksne.
- Viegls svars. Ja jūs izgatavojat šī materiāla lapu, kuras biezums nepārsniedz 1 mm un platība ir 1 m2, tad tā svars būs mazāks par 1 gramu.
- Zema izmaksu atgūšana. Pat pēc kritiskiem bojājumiem grafēna izstrādājumus var ātri salabot ar minimālām izmaksām.
- Augsta elektrovadītspēja. Arī grafēna baterijas spēj ne tikai vadīt, bet arī ražot elektrību.
- Videi draudzīga struktūra.
Vēl viena svarīga grafēna īpašība ir spēja ātri uzlādēt, ja jauda nokrītas gandrīz līdz nullei. Nenovērtējama priekšrocība, īpaši automobiļu jomā.
Kur lieto grafēnu?
Materiāls ir unikāls, lēts un salīdzinoši viegli iegūstams, un mūsdienās tas ir kļuvis populārs, izstrādājot un ražojot uzlādējamas baterijas. Spānijas un Vācijas labākie institūti aktīvi pēta grafēna derīgās īpašības un apvieno šo materiālu ar dažiem polimēru veidiem.
Rezultāts: lielas ietilpības akumulatori, kurus var pilnībā uzlādēt astoņu minūšu laikā. Tajā pašā laikā šāds akumulators nebaidās no īssavienojumiem, un uzlādes laikā neparādās kaitīga un viegli uzliesmojoša gāze.
Pirmie prototipi uzrādīja lieliskus rezultātus jaudas ziņā, kas ne mazāk kā 5 reizes pārsniedz standarta bateriju ietilpību. Šāda enerģijas avota izmaksas ar visām tā ražošanas izmaksām ir par 75–77% lētākas nekā litija jonu modeļiem.
Nākotnē tiek plānots iekarot tādas nozīmīgas nozares kā aviācijas un kosmosa maršrutu izveidošana un mikroprocesoru elementu projektēšana ar grafēna palīdzību. Daudzi uzņēmumi jau iegulda diezgan iespaidīgus līdzekļus šī materiāla izstrādē.