Przełom w technologii grafenowej obiecuje bezpieczniejsze i wydajniejsze baterie dla pojazdów elektrycznych.

WarsawNaukowcy z Uniwersytetu w Swansea, Uniwersytetu Technologicznego w Wuhan oraz Uniwersytetu w Shenzhen opracowali nową metodę produkcji dużej ilości arkuszy grafenu wykorzystywanych w bateriach litowo-jonowych (LIB). Ta nowa metoda ma sprawić, że baterie będą bezpieczniejsze i wydajniejsze. Badanie opublikowane w Nature Chemical Engineering przedstawia pierwszą udaną technikę wytwarzania arkuszy grafenu bez defektów na dużą skalę. Te arkusze grafenowe charakteryzują się przewodnością cieplną sięgającą 1400,8 W m-1 K-1, co jest prawie dziesięciokrotnie lepszym wynikiem niż przewodność obecnie stosowanych arkuszy miedzianych i aluminiowych w bateriach litowo-jonowych.

Wysoka przewodność cieplna elementów akumulatora pozwala na skuteczne odprowadzanie ciepła, co jest kluczowe, aby unikać problemów takich jak awarie, pożary czy wybuchy baterii. Nowe kolektory prądowe z grafenu wspomagają ten proces poprzez redukcję nagromadzania ciepła i zapobieganie niebezpiecznym reakcjom.

Kluczowe zalety folii grafenowych to: niezwykła przewodność cieplna, skuteczne rozpraszanie ciepła, wysoka przewodność elektryczna, elastyczność i trwałość, a także możliwość dostosowania grubości.

Ta nowa technologia może być wykorzystywana do masowej produkcji. Naukowcom udało się stworzyć arkusz grafenu o długości 200 metrów i grubości 17 mikrometrów. Arkusz ten zachował swoją wysoką przewodność elektryczną nawet po 100 000 zgięciach, co świadczy o jego potencjale w zastosowaniach w elastycznej elektronice.

Zobacz również:

Dzisiaj · 12:24

Przełomowy proces przekształca odpady w ekologiczne paliwo lotnicze

Produkcja na dużą skalę tych folii może znaleźć zastosowanie w produkcji komercyjnych baterii, co może uczynić je bezpieczniejszymi i bardziej efektywnymi w przechowywaniu energii, co jest kluczowe dla samochodów elektrycznych i systemów odnawialnych źródeł energii. Zespół badawczy pracuje obecnie nad udoskonaleniem procesu wytwarzania folii grafenowych, koncentrując się na ich cieńszej i wytrzymalszej strukturze.

Technologia grafenowa może być stosowana nie tylko w bateriach litowo-jonowych, ale także w innych typach baterii, takich jak redoksowe baterie przepływowe czy baterie sodowo-jonowe. To sprawia, że grafen jest obiecującym materiałem dla przyszłych rozwiązań magazynowania energii, wykraczających poza obecnie używane.

W obliczu rosnącego zapotrzebowania na bezpieczniejsze i bardziej efektywne magazynowanie energii, te ulepszenia w technologii grafenowej mogą okazać się bardzo znaczące. Zespół badawczy pracuje nad procesem produkcji, który można zwiększyć na skalę masową, co pozwoli na szybkie i szerokie zastosowanie tej technologii w wielu branżach.