Graphene pentru vehicule electrice

Mulți cred că viitorul industriei auto se află în spatele mașinilor electrice. În străinătate există facturi pe care o parte din mașinile vândute anual trebuie fie să fie hibride, fie să lucreze la electricitate, deci banii sunt investiți nu numai în publicitatea unor astfel de mașini, ci și în construcția benzinăriilor.

Cu toate acestea, mulți oameni încă mai așteaptă ca mașinile electrice să devină rivali reali la mașinile tradiționale. Sau poate că va fi când timpul de încărcare scade și crește durata de viață a bateriei? Probabil, în această omenire, acumulatorii de grafen vor ajuta.

Ce este grafenul?

Materialul revoluționar al noii generații, cel mai ușor și cel mai puternic, cel mai conductiv din punct de vedere electric, este totul despre grafen, care nu este altceva decât o latură de carbon bidimensională cu un atom gros. Creatorii de grafen, Konstantin Novoselov și Andrey Geim, a primit Premiul Nobel. De obicei, între descoperirea și începutul utilizării practice a acestei descoperiri, în practică durează mult timp, uneori chiar zeci de ani, dar grafenul nu a suferit o astfel de soartă. Poate că acest lucru se datorează faptului că Novoselov și Game nu au ascuns tehnologia producției sale.

Ei nu numai că au spus lumii despre asta, dar au arătat și: există un videoclip pe YouTube, unde Konstantin Novoselov spune în detaliu despre această tehnologie. Prin urmare, poate, în curând, putem chiar să producem baterii de grafen cu propriile noastre mâini.

desen

Încercările de a folosi grafenul au fost practic în toate domeniile științei. El a încercat-o în baterii solare, căști, cazuri și chiar a încercat să trateze cancerul. Cu toate acestea, în prezent, unul dintre cele mai promițătoare și necesare lucruri pentru omenire este o baterie de grafen. Reamintim că, în astfel de avantaje de necontestat ca un combustibili ieftine și ecologice, vehiculele electrice au un dezavantaj serios - viteza maximă relativ scăzută și o rezervă de putere de mai mult de trei sute de kilometri.

Soluția problemei

Bateria de grafen funcționează pe același principiu ca și plumbul cu electrolit alcalin sau acid. Acest principiu este o reacție electrochimică. Potrivit dispozitivului, o baterie de grafen este similară cu o baterie litiu-ion cu un electrolit solid, în care catodul este cocs de cărbune care este aproape în compoziție cu carbonul pur.

Cu toate acestea, în prezent, în rândul inginerilor care dezvoltă acumulatori de grafen, există două direcții fundamental diferite. În Statele Unite, oamenii de știință au sugerat realizarea unui catod din plăcile de grafen și siliciu intercalate și anodul din cobaltul litiu clasic. Inginerii ruși au găsit o altă soluție. Sarea litiu toxică și costisitoare poate fi înlocuită cu un oxid de magneziu mai ecologic și mai ieftin. Capacitatea bateriei este crescută în orice caz prin creșterea vitezei de trecere a ionilor de la un electrod la altul. Acest lucru se datorează faptului că grafenul are un indice ridicat de permeabilitate electrică și capacitatea de a acumula încărcătura electrică.

Opiniile sunt împărțite savanți pe inovație: ingineri ruși susțin că bateriile grafen au o capacitate de două ori mai mult decât litiu-ion, dar colegii lor străini spun că, în zece.

Graphenele sunt lansate în producția de masă în 2015. De exemplu, aceasta este compania spaniolă Graphenano. Potrivit producătorului, utilizarea acestor baterii în mașinile electrice pe site-urile logistice arată posibilitățile practice reale ale unei baterii cu catod grafenic. Pentru a încărca complet, este nevoie de doar opt minute. Lungimea maximă a cursei este, de asemenea, capabilă să mărească acumulatorii de grafen. Încărcarea a 1000 de kilometri în loc de trei sute - ceea ce Corpul Graphenano dorește să ofere consumatorilor.

Spania și China

Cu Graphenano, compania chineză Chint, care a cumpărat o participație de 10% în corporația spaniolă pentru 18 milioane de euro, cooperează. Fondurile comune vor fi utilizate pentru construirea unei fabrici cu douăzeci de linii de producție. Proiectul a primit deja aproximativ 30 de milioane de investiții, care vor fi investite în instalarea echipamentelor și în angajarea angajaților. Conform planului inițial, instalația a început să producă aproximativ 80 de milioane de baterii. La etapa inițială, piața principală ar trebui să fie China, iar apoi sa planificat lansarea livrărilor către alte țări.

La a doua etapă, Chint este gata să investească 350 de milioane de euro pentru a construi o altă fabrică, care va avea aproximativ cinci mii de angajați. Astfel de cifre nu sunt surprinzătoare, având în vedere că venitul total va fi de aproximativ trei miliarde de euro. În plus, China, cunoscută pentru problemele de mediu, va beneficia de "combustibil" ecologic și ieftin. Cu toate acestea, după cum putem vedea, în plus față de afirmațiile puternice, lumina nu a văzut nimic, doar modele de testare. Deși corporația Volkswagen și-a anunțat și intenția de a coopera cu Graphenano.

Așteptări și realitate

În curtea din 2017, ceea ce înseamnă că Graphenano este angajat în producerea de baterii "în masă" timp de doi ani, dar găsirea unei mașini electrice pe șosea este o raritate nu numai pentru Rusia. Toate caracteristicile și datele publicate de corporație sunt destul de vagi. În general, ei nu merg dincolo de ideile teoretice convenționale cu privire la ceea ce parametri ar trebui să aibă o baterie grafen pentru un vehicul electric.

În plus, până acum, tot ceea ce a fost prezentat consumatorilor și investitorilor este doar modele de calculatoare, fără prototipuri reale. Adăugând probleme și faptul că grafenul - un material foarte scump în producție. În ciuda declarațiilor puternice ale oamenilor de știință cu privire la modul în care pot fi "tipărite pe genunchi", în acest stadiu, numai costul anumitor componente poate fi redus.

Grafen și piața mondială

Suporterii tuturor teoriilor de conspirație vor spune că apariția unei astfel de mașini nu are nici un beneficiu nimănui, pentru că atunci petrolul va ajunge în fundal, ceea ce înseamnă că veniturile obținute din extracția sa vor fi reduse. Cu toate acestea, cel mai probabil, inginerii au întâmpinat unele probleme, dar nu vor să facă publicitate. Cuvântul "graphene" este acum auzit, mulți îl consideră materialul viitorului, așa că, probabil, oamenii de știință nu vor să-și strică gloria.

Probleme în dezvoltare

Cu toate acestea, este posibil ca materialul să fie cu adevărat inovator, deci abordarea necesită o abordare adecvată. Poate că bateriile care utilizează grafenul trebuie să fie fundamental diferite de cele tradiționale de litiu-ion sau litiu-polimer.

Există încă o teorie. Corporation Graphenano a declarat că noile baterii sunt încărcate în doar opt minute. Specialiștii confirmă faptul că este cu adevărat posibil, doar sursa de alimentare ar trebui să fie cel puțin un megawatt, ceea ce este posibil în condițiile de testare la uzină, dar nu și acasă. Construirea unui număr suficient de stații de benzină cu această capacitate va costa o mulțime de bani, prețul unei reîncărcări va fi destul de ridicat, deci o baterie de grafen pentru o mașină nu va aduce nici un beneficiu.

Practica arată că tehnologiile revoluționare sunt construite pe piața mondială de mult timp. Este necesar să se efectueze mai multe teste pentru a asigura siguranța produsului, astfel încât apariția unor noi dispozitive tehnologice este uneori întârziată de mai mulți ani.