Nova baterija na bazi grafena napuni se u svega 12 minuta
Dodatak grafena osigurava brže punjenje baterija
Samsungov institut SAIT (Samsung Advanced Institute of Technology) razvio je novi materijal za akumulaciju naboja napravljen od grafena koji bi potencijalno mogao znatno povećati brzinu punjena baterije. Brzina punjenja takvih grafenskih baterija pokazala se pet puta veća od brzine punjenja današnjih litij-ionskih baterija.
Do 100 % u samo 12 minuta!
Koliko veliko ubrzanje donosi ovaj novi materijal? U teoriji, bateriji na bazi grafena potrebno je samo 12 minuta da bi se u potpunosti napunila.
Grafen je dvodimenzionalni sloj ugljikovih atoma u grafitu. Ugljikovi atomi grafena međusobno su povezani kovalentnim kemijskim vezama tvoreći heksagonalnu rešetku (strukturu saća).
Takvi grafenski slojevi u grafitu međusobno nisu kemijski vezani pa lako klize jedan preko drugoga, a primjer toga je crni trag olovke na papru. Nadalje, ta slaba povezanost slojeva omogućava izolaciju grafena i njegovo daljnje zasebno korištenje.
Dodatak grafena osigurava brže punjenje
Iako se grafen kao dvodimenzionalni materijal dugo smatrao nestabilnim, istraživanja su pokazala da pri izolaciji tvori trodimenzionalnu strukturu koja ga u konačnici čini jakim i izdržljivim materijalom te dobrim vodičem.
Samsungov istraživački tim na čelu sa Son In Hyukom razvio je mehanizam koji omogućava sintezu grafena u obliku trodimenzionalnih kockica („grafenske kuglice“) iz metana (CH4) pomoću silicijevog dioksida (SiO2).
U ovoj tehnici, „grafenska kuglica“ primjenjuje se i na anodnom zaštitnom sloju i na katodnom materijalu u litij-ionskim baterijama.
Baterija kakva je svijetu potrebna
Samsungov novi materijal za bateriju mogao bi predstavljati velik napredak u tehnologiji baterija na koji su mnogi čekali, jer se tehnologija baterija u osnovi nije značajno mijenjala već nekoliko desetljeća.
Litij-ionske baterije napajaju mnoge uređaje koje koristimo u svakodnevnom životu, od pametnih telefona do električnih automobila (EVs). Baterije također imaju ključnu ulogu u izmjeni načina rada energetske mreže.
Uz povećanje kapaciteta, drugo poboljšanje koje je današnjim baterijama potrebno je brže vrijeme punjenja.
Stabilnost i na visokim temperaturama
Osim bržeg punjenja, baterija građena na bazi grafena može održati visoku temperaturnu stabilnost na 60 °C, navode istraživači iz SAIT-a koji su detalje svoga rada objavili u časopisu Nature Communications.
Samsungov tim također navodi kako je održavanje stabilne temperature baterija nužno za njihovu primjenu u električnim automobilima.
„Naše istraživanje omogućava masovnu sintezu višenamjenskog kompozitnog materijala grafena po pristupačnoj cijeni“, objasnio je In Hyuk.
„Bili smo u mogućnosti znatno povećati sposobnost litij-ionskih baterija u okruženju gdje tržište mobilnih uređaja i električnih automobila naglo raste“, dodaje Son In Hyuk, „Naša obaveza je kontinuirano istraživanje i razvoj sekundarnih tehnologija baterija u svjetlu nadolazećih trendova na ovom području.“
B.K.