Графеновый аккумулятор и его преимущества.
Графеновый аккумулятор – своеобразный гибрид между конденсатором и химическим источником тока. Имеет высокую проводимость, малый вес, большую емкость, а также быстрый цикл зарядки, измеряемый от нескольких десятков секунд до нескольких минут.
Преимущества графенового аккумулятора по сравнению с другими
Графеновый аккумулятор:
Графеновый аккумулятор – своеобразный гибрид между конденсатором и химическим источником тока. Значительное увеличение плотности и мощности накапливаемой в нем энергии достигается за счет окислительно-восстановительных реакций в области катода из гипероксидированного графена, имеющего дополнительную оксидную группу, а также последующего чередования графеновых и кремниевых пластин. Анод может выполняться из двух типов материалов: кобальтата лития либо оксида магния. В результате устройства – графеновые аккумуляторы имеют максимально возможную подвижность электронов.
Графен – одна из разновидностей углеводородных кристаллов с атомами, напоминающие своей формой правильные шестиугольники, занимающие одну общую плоскость. Эту тончайшую пленку (в сотни тысяч раз тоньше бумажного листа) открыли российские ученые Андрей Гейм и Константин Новоселов, изучая подложку кремниевого оксида. Наглядно материал представляет собой прозрачную углеродную пластинку, соответствующую по толщине одному атому (91х10-12).
У него – графена очень высокая прочность, электропроводность и энергоемкость. Так, удельная энергоемкость графена приближается к 65 кВт*ч/кг. Данный показатель в 47 раз превышает тот, который имеют столь распространенные ныне литий-ионные аккумуляторы. Графен практически не имеет сопротивления. У графена в 70 раз мобильность электронов выше, чем у кремния. Скорость электронов в графене составляет 10 000 км/с, хотя в обычном проводнике скорость электронов порядка 100 м/с.
Именно эти уникальные свойства позволяют использовать графен в качестве материала для создания аккумуляторов.
В зависимости от используемых производных материала, графеновый аккумулятор может создаваться на основе двух физических принципов:
– на основе окиси графена, которая используется при построении энергонакопителя, обеспечивающего высокую удельную емкость;
– на основе восстановленной окиси графена, которая в используемых катодах химически связывает с собой кислород.
В обеих разновидностях батарей также используются электрохимические процессы, но устройства работают на экологически чистом электролите с полиаминокислотной основой.
Преимущества перед аналогами (традиционными аккумуляторами):
– недорогое и распространенное исходное сырье. Сегодня имеется возможность производить графен в промышленных масштабах дешевым способом,
– малый вес. Один квадратный метр графена весит меньше 1 грамма, что соответственно влияет на вес всего аккумулятора,
– экологическая чистота (отсутствие загрязнений окружающей среды),
– хорошая прочность и водонепроницаемость,
– быстрое восстановление поврежденных участков,
– высокая проводимость, в разы превышающая характеристики всех существующих полупроводниковых материалов,
– большая удельная емкость. Использование его в качестве источника тока позволяет проезжать электрическому автомобилю 1000 км без подзарядки,
– техническая долговечность и возможность накапливать большую мощность при частых циклах заряд/разряд,
– быстрая зарядка, измеряемая от нескольких десятков секунд до нескольких минут.
Аккумуляторы 18650, батареи из них, комплектующие и другое можно посмотреть на сайте по ссылке https://virtustec.ru/akkumulyatory-li-ion/akkumulyatory-18650