Baterie grafenowe lepsze niż litowo-jonowe? Grafen nadchodzi!

Wysoki potencjał wydajności i cyklu życia, szybkie ładowanie i zwiększone bezpieczeństwo, okazały się wystarczającą zachętą do zainspirowania badań nad bateriami grafenowymi. Być może już niedługo, dobrze znane akumulatory litowo-jonowe odejdą do lamusa. I tego chyba wszyscy oczekujemy.

Zalety baterii grafenowej

Akumulatory wydają się być jedną z tych technologii, które są wyjątkowo obiecujące i atrakcyjne, ale póki co są nieco nieosiągalne. Jednak niektóre baterie zostały skomercjalizowane, bowiem grafen w nich zawarty, używany był do pełnienia funkcji drugorzędnych – takich jak zwiększenie elastyczności obudowy lub zdolności odprowadzania ciepła. Te baterie zostały wprowadzone na niektóre rynki – ale to nadal nie jest przełom, na który wszyscy czekają.

Grafit to nie grafen

Istnieją pewne oczekiwania dotyczące akumulatorów grafenowych. Niestety niektóre z nich okazały się jawnymi oszustwami, a inne projekty wcale nie pojawiły się jeszcze na rynku. Ważne jest, aby wiedzieć, że nie wszystkie baterie wzmocnione grafenem faktycznie wykorzystują grafen – niektóre używają pochodnych grafenu lub wielowarstwowego grafenu, który jest po prostu grafitem.

Mimo wszystko poczyniono postępy i wraz z wprowadzeniem na rynek niektórych produktów prototypowych, pokonano pewną barierę. Naukowcy nadal twierdzą, że grafen jest bardzo obiecujący, z czego zdają sobie sprawę ludzie z firmy Skeleton i Karlsruhe Institute of Technology.

Ładowanie samochodu lub hulajnogi w 15 sekund

W ostatnich dniach pojawił się news, który sugeruje, że samochód elektryczny będzie można naładować w 15 sekund. Bowiem firma Skeleton Technologies, światowy lider w dziedzinie magazynowania energii ultrakondensatorów na bazie grafenu, nawiązała współpracę z Instytutem Technologii w Karlsruhe w celu sfinalizowania prac nad “SuperBattery”, przełomową baterią grafenową z 15-sekundowym czasem ładowania.

Na te słowa świat oszalał, bo chyba wszyscy chcemy, wreszcie, przejść na coś nowocześniejszego niż baterie litowo-jonowe. Wyjątkowo szybki czas ładowania w połączeniu z odpornością na tysiące cykli ładowania, sprawia że ​​SuperBattery jest rozwiązaniem trzech głównych problemów dotyczących pojazdów elektrycznych: powolnego ładowania, degradacji baterii i obaw o zasięg.

Niezależne badania potwierdziły fakt, że Skeleton już pokonuje amerykańskich rywali w dziedzinie ultrakondensatorów. W ubiegłym roku badanie wspierane przez Biuro Badań Marynarki Wojennej Stanów Zjednoczonych wykazało, że ultrakondensatory Skeleton SkelCap znacznie przewyższały te z Maxwell i Ioxus.

SuperBattery to przyszłość

Kluczowym wyróżnikiem SuperBattery jest opatentowany przez firmę Skeleton materiał węglowy Curved Graphene, który umożliwia zastosowanie dużej mocy i długiej żywotności ultrakondensatorów w baterii grafenowej.

Ultrakondensator – rodzaj kondensatora elektrolitycznego o specyficznej konstrukcji, który wykazuje pojemność elektryczną rzędu kilku tysięcy faradów. Największą zaletą ultrakondensatorów jest bardzo krótki czas ładowania i rozładowania w porównaniu z innymi urządzeniami do przechowywania energii. Pozwala to na uzyskanie mocy zasilania dochodzącej do 10 kW na kilogram masy kondensatora (Wikipedia).

Ultrakondensatory coraz częściej stają się idealną technologią uzupełniającą w akumulatorach litowo-jonowych, na co wskazuje również przejęcie przez Tesla producenta ultrakondensatorów Maxwell Technologies w nadziei na ulepszenie akumulatorów stosowanych w pojazdach elektrycznych Tesli.

Zobacz w nowym oknie:
Ranking hulajnóg Gdzie jeździć? Hulajnogi Xiaomi

Rozwój materiału Curved Graphene był wspierany przez firmę EIT InnoEnergy, która jest również pierwszym sponsorem Northvolt, szwedzkiego producenta baterii. Współpraca między europejskimi firmami zajmującymi się magazynowaniem energii ma kluczowe znaczenie dla pozycji UE jako światowego lidera w dziedzinie magazynowania energii.

“Cieszymy się, że podpisaliśmy umowę na rozwój SuperBattery z Instytutem Technologii w Karlsruhe i połączyliśmy siły, aby wprowadzić na rynek technologię, która wyrzuci z wody istniejące rozwiązania do ładowania pojazdów elektrycznych.” – usłyszeliśmy na konferencji prasowej.

Twórcy nowej baterii zapewniają, że SuperBattery to przełom w branży motoryzacyjnej. Wraz z akumulatorami litowo-jonowymi mają wszystko: wysoką gęstość energii i mocy, długą żywotność i 15-sekundowy czas ładowania. Sceptycy natomiast uważają, że ten projekt to nic innego jak ogromnej pojemności superkondensator, a nie akumulator.

Prace nad grafenową baterią w toku

Warto dodać, że Instytut Technologii w Karlsruhe jest znanym podmiotem zajmującym się rozwojem technologii magazynowania energii. W ramach współpracy, synergie między Skeleton i KIT zostaną wykorzystane do wprowadzenia technologii magazynowania energii nowej generacji, która będzie opierała się na grafenie i ma kosztować niewiele.

Technologia SuperBattery wzbudziła już duże zainteresowanie w branży motoryzacyjnej i transportowej. Niedawno firma Skeleton Technologies podpisała list intencyjny o wartości 1 miliarda euro z wiodącym producentem OEM w branży motoryzacyjnej, aby wprowadzić technologię grafenową na rynek.

Toyota i baterie litowo-jonowe ze stałym elektrolitem >

Baterie litowo-jonowe z grafenem?

Jednak niektórzy nie zamierzają żegnać się z technologią litowo-jonową. Bowiem KoreaGraph, producent grafenu z siedzibą w Seulu i deweloper aplikacji, ogłosił, że również opracowuje i testuje akumulatory litowo-jonowe z grafenem. Firma przetestowała różne metale, aby zapewnić odpowiednią przewodność w zastosowaniach związanych z szybkim ładowaniem, ale po wielu testach stwierdzono, że grafen jest najbezpieczniejszym materiałem o wyjątkowo wysokiej przewodności elektrycznej i cieplnej.

Dyrektor ds. Rozwoju firmy KoreaGraph skomentował testy modułu grafenowego, mówiąc:

„Po wielu, wielu miesiącach badań, obecna technologia akumulatorów litowo-jonowych jest ograniczona przez czas ładowania, który planujemy ulepszyć poprzez dodanie właściwości grafenu. Nasi analitycy uważają, że pewne cechy, jakie posiada grafen, znacznie poprawiłyby wydajność technologii akumulatorów litowo-jonowych, a grafen odegra rolę w przyszłości zastosowań akumulatorów litowo-jonowych ”.

Dyrektor ds. Rozwoju firmy KoreaGraph dodał również, że dzięki posiadanym fundamentom i zespołowi technologicznemu, ich firma ma wyjątkowe doświadczenie w opracowywaniu akumulatorów litowo-jonowych zasilanych grafenem. Bowiem od lat działają w branży akumulatorów i anod litowo-jonowych o wysokiej czystości, a także zaopatrują w procesy produkcji grafenu i proszku anodowego.