Grafénové batérie zlepšia mobily a elektroautá

Spomienky na časy, keď mobilné telefóny vydržali na jedno nabitie aj týždeň, by sa mohli vrátiť vďaka uhlíkovým batériám. Navyše by sa mohli nabiť v priebehu niekoľkých minút. Svet elektromobility takisto stojí pred veľkou pozitívnou zmenou. Batérie, ktoré by boli ľahké a rozšírili by vozidlu výrazne jeho akčný rádius? To by bolo skvelé a ten čas sa už blíži.

Čo je to grafén

Grafén je vrstva uhlíka s hrúbkou jedného atómu, takže je v podstate dvojrozmerná. Atómy sú usporiadané do šesťuholníkov v mriežke, podobne ako včelie plásty. Takéto vrstvy možno následne ukladať jednu na druhú s minimálnym odstupom a vytvárať tak materiály.

Už roky vedci skúmajú, ako výhody takto usporiadaného uhlíka všemožne využiť. V roku 2004 grafén objavili Andrej Gejm a Konstantin Novoselov a za objav získali v roku 2010 Nobelovu cenu za fyziku.

Zdroj: Wikipedia

Vysoká elektrická aj tepelná vodivosť, flexibilita, pevnosť a nízka hmotnosť sú výhody, ktoré by využilo každé zariadenie poháňané batériou akumulátorov.

Práve elektrická a tepelná vodivosť sú najdôležitejšie vlastnosti, keď ide o batérie, no okrem toho poskytuje grafén oveľa vyššiu energetickú kapacitu a rýchlosť vybíjania aj nabíjania. Kapacita 1 000 Wh na kilogram oproti 180 Wh pri li-ion akumulátoroch asi hovorí sama za seba.

Grafénové a lítium-iónové batérie

V súčasnosti sa najčastejšie používajú li-ion batérie, ktoré sú na svete od roku 1991 a rovnako ako tie grafénové využívajú dve elektródy vyrobené z vodivého materiálu a ponorené do elektrolytu. Rozdiely sú hlavne v charakteristike.

Základné časti elektrochemického akumulátora: Základnými prvkami elektrochemických akumulátorov sú elektródy, elektrolyt a separátor. Elektrolyt je materiál, ktorý ukladá a vedie elektrickú energiu. Elektródy – anóda a katóda – vedú prúd pri nabíjaní aj vybíjaní. Separátor je konštrukčná časť akumulátora, ktorá zabraňuje elektrickému kontaktu medzi elektródami, no pre ionty je priepustná a umožňuje kontakt elektród s elektrolytom.