Постепенно идет развитие транспортных средств с электродвигателями, различных портативных устройств, которые работают от аккумуляторных батарей. Поэтому требуется всё более мощные аккумуляторы, способные отдавать высокий ток и длительное время обеспечивать работу в автономном режиме. По этой причине наука занимается разработками в сфере новых источников тока. Одной из перспективных разработок в этом направлении стала концепция графенового аккумулятора. Серийного производства этих АКБ пока так и не налажено, но разработка является интересной. Вот подробная статья про графеновый аккумулятор, а здесь мы рассмотрим его основные особенности.
Используемые материалы
Что представляет собой материал графен, который является основным в этом типе аккумуляторов. Это углеводородный кристалл. Его особенностью является то, что все атомы кристалла находятся в одной плоскости и имеют шестиугольную форму. Специалисты говорят, что это лист углерода, имеющий толщину в один атом. Он не имеет цвета, обладает большой энергоемкостью и высокими прочностными характеристиками. Для сравнения можно отметить, что такая углеродная пленка тоньше стандартного листа бумаги примерно в миллион раз.
Некоторые исследователи не исключают, что графин может быть найден в природе, а не только получен искусственным путем. Среди уникальных свойств графена можно отметить высокую прочность. При толщине графеновый плёнки в 91 пикометр она выдерживает нагрузку в 4 кг. Поэтому в будущем, по мнению исследователей, этот материал может заменить полупроводники, которые в настоящее время изготавливают из редкоземельных металлов.
Устройство
Конструкция и материалы графеновых аккумуляторов обеспечивают протекание внутри ряда электрохимических процессов. По их типу они больше всего похожи на современные образцы Li-Pol батарей. Существует два варианта создания графеновых аккумуляторов.
- Анод - кобальтат лития (LiCoO2). Катод - чередование кремниевых и графеновых пластин.
- Второй вариант предполагает наличие такого же катода, как и в первом случае. А в роли анода предлагают использовать оксид магния. Он более доступен по цене.
Преимущества
- Масса графеновых аккумуляторных батарей существенно меньше, чем у других видов. Это обусловлено малым весом самого графена.
- Высокая прочность и стойкость к проникновению влаги.
- Проводимость значительно выше, чем у современных полупроводников.
- Легко устраняются механические повреждения.
- Невысокая стоимость исходного сырья.
- Большая удельная энергоемкость.
Однако пока с серийным производством графеновых аккумуляторов есть ряд проблем. Технология в настоящее время не может использоваться для массового потребления.
