Grafén és lítium-ion - Melyik akkumulátorok hatékonyabbak
Az okostelefon akkumulátor-technológiája manapság nagyon jó. Az egyetlen dolog, ami soha nem elégíti ki a felhasználókat, az az akkumulátor élettartama. Ezért jelentek meg a grafén akkumulátorok, amelyek versenyben állnak a lítium-ionnal, a szokásos telefon akkumulátorokkal.
Grafén és lítium-ion: Milyen tulajdonságokkal rendelkezik a grafén és hogyan lehet használni az akkumulátorokban
Először is, a grafén egy szorosan összefüggő szénatomok összetétele hatszögletű szerkezetben. Ebben a kompozícióban az a különleges, hogy a szerkezetnek csak egy vastag atomrétege van. Ez segít egy kétdimenziós grafénlap elkészítésében.
A 2D szerkezet nagyon érdekes tulajdonságokat produkál, például kiváló elektromos és hővezető képességet, nagy rugalmasságot és alacsony súlyt. Ezenkívül az elektromos és a hővezető képesség felülmúlja a rézet, amely a leginkább vezető fémes elem.
Az elemekkel kapcsolatban a grafén képességei sokféleképpen használhatók fel. A grafén mint akkumulátor ideális felhasználása a szuperkondenzátor. A szuperkondenzátorok ugyanúgy tárolják az áramot, mint egy normál akkumulátor, de nagyon gyorsan tudnak tölteni és kisülni.
Még mindig nincs mód a grafén felhasználására vékony lapok formájában, amelyeket akkumulátorokban és más technológiákban lehetne használni. Ennek gyártási költségei jelenleg meglehetősen magasak. Ennek a technológiának a kutatása azonban folyamatos.
A Samsung 2017-ben jelentette be egy "graféngolyó" felfedezését, de azóta és mostanáig nem hallottak semmit. A közelmúltban a Tesla nagy érdeklődést mutatott az autóakkumulátorok gyártása iránti technológia iránt. A grafén elemek jelenleg még nem állnak rendelkezésre. A jövőben azonban lítium-ion akkumulátorokat cserélhet ki.
Grafén és lítium-ion akkumulátorok
A grafén két vezetőképes lemezt használ, amelyet porózus anyag borít és elektrolit oldatba merítenek, valamint lítium-ion akkumulátorokat. Bár a grafén és a lítium-ion belső összetétele hasonló, különböző előnyökkel járnak a telefonok számára.
A grafén elemek könnyebbek és vékonyabbak, mint a mai lítium-ion akkumulátorok. Ez azt jelenti, hogy a jövőben kisebb és vékonyabb eszközökkel vagy nagyobb kapacitásokkal rendelkezhetünk, anélkül, hogy további hely kellene. Ezenkívül a grafén kapacitása nagyobb. A lítium-ion akár 180Wh energiát/kg, míg a grafén 1000Wh/kg-ot képes tárolni.
A grafén biztonságosabb, mint a lítium-ion. Míg a lítium-ion akkumulátorok biztonsági adatai nagyon jóak, néhány jelentős hiba történt néhány termék meghibásodásával kapcsolatban.
A túlmelegedés, a túltöltés és a perforáció kémiai egyensúlyhiányt okozhat a lítium-ion akkumulátorokban, ami tüzet okozhat. A grafén stabilabb, rugalmasabb és ellenállóbb ilyen helyzetekben.
Lehetséges, hogy mindkettő megvan. A Li-ion akkumulátorok grafént használhatnak a katódvezetők teljesítményének javítására. Grafén-fém-oxid hibridekként ismertek.
A hibrid akkumulátorok alacsonyabb súlyt, gyorsabb töltési időt, hosszabb tárolókapacitást és hosszabb akkumulátor-élettartamot eredményeznek. Az első grafén elemek, amelyeket a fogyasztók használhatnak, valójában hibrid elemek lehetnek.
Mit jelenthetnek a grafén elemek a telefonok számára
A jövőben grafén akkumulátorokkal rendelkező terminálok rövidebb töltési idővel rendelkezhetnek. Az akkumulátor élettartama körülbelül két napot vehet igénybe. A készülékek lehetnek vékonyabbak és könnyebbek is. A lítium-ionról a grafénre váltás akár 60% -os kapacitást is eredményezhet az azonos méretű lítium-ion akkumulátorokhoz képest.
Jobb hőelvezetés esetén a hűvösebb elemek meghosszabbíthatják a készülék élettartamát. A telefon működése érdekében nem kell cserélnie az akkumulátort.
Ezenkívül a grafén akkumulátorok lehetővé teszik, hogy a telefonok vékonyabbak legyenek, vagy nagyobb kapacitást biztosítsanak az akkumulátorok számára, miközben megőrzik jelenlegi arányukat.
Egy másik érdekes szempont a gyors töltés egyik eszközről a másikra. Azokkal az akkumulátorokkal, amelyek képesek ellenállni a nagy áramnak, valamint a gyors töltési és kisütési kapacitásnak, az eszközök jelentős sebességgel tölthetik egymást.
Noha a grafén akkumulátor-technológia még mindig gyerekcipőben jár, és hamarosan nem lesz széles körben elérhető, érdekes perspektíva a telefonok, eszközök, járművek és egyebek jövője szempontjából.