исследований
по
разработке
графеновых
аккумуляторов.
Компания «Graphenano» из Испании является одним из
крупных производителей графена в промышленных объёмах. Инженеры
компании и специалисты университета Кордовы в Испании несколько лет
назад разработали графеновый аккумулятор нового поколения. Им удалось
создать
модель, которая
дешевле
аналогичных
батарей других
производителей на 70-80%. Исследования показали, что этот графеновый
аккумулятор позволяет электромобилю проезжать до тысячи километров, и
полностью заряжается за 7-10 минут. При этом новый аккумулятор весит в 2
раза меньше литий-ионной батареи с аналогичными характеристиками.
Компания в 2015 году открыла в Испании крупное предприятие по выпуску
графеновых аккумуляторов. Компания «Graphenano» заявила, что, новые
графеновые автомобильные аккумуляторы будут пожаробезопасными и
защищёнными от короткого замыкания. Используемый для их производства
полимерный материал был разработан немецким институтом TUV и
Fotoenergetikada nanostrukturali yarimo‘tkazgich materiallar
II xalqaro ilmiy anjumani
19-20 noyabr 2021 yil
299
испанским Декра. В настоящее время некоторые автомобильные концерны
Германии уже тестируют продукцию компании «Graphenano» на своих
моделях.
В США исследователи из Северо-западного Университета под
руководством профессора Гарольда Кунга (англ. Harold Kung) занимались
графитовыми аккумуляторами. Они вели основные работы в направлении
увеличения ёмкости графеновых аккумуляторных батарей и скорости их
зарядки. Поскольку принцип работы этих АКБ похож на литий-полимерные,
их ёмкость существенно зависит от числа ионов, помещающихся в
кристаллическую решётку катода или анода. А скорость зарядки сильно
зависит от активности передвижения этих ионов. Исследователи чтобы
увеличить ёмкость графеновых аккумуляторов разместили кремниевые
кластеры между слоями графена. Благодаря формированию отверстий
(размер от 10 до 20 нанометров) в пластинах графена увеличили скорость
заряда.
В России преобладающим направлением при разработке графеновых
аккумуляторов стало использование графена и магния (вместо лития).
Российские исследователи в качестве приоритетных направлений своей
деятельности называют использование графеновых аккумуляторных батарей
в автомобилестроении, а также альтернативной энергетике (ветряной и
солнечной). Одной из компаний, которые занимаются разработкой
графеновых АКБ, является «Конгран». В качестве материала катода
российские специалисты предлагают использовать гипероксидированный
графен, а в качестве анода - магний. Принцип действия аккумулятора
основан на химических процессах окисления и восстановления, характерные
для всех типов аккумуляторных батарей. Магний был выбран не случайно.
Его стоимость ниже лития примерно в 20 раз. Кроме того, у магния нет
некоторых минусов лития. В частности, литий очень активен и бурно
реагирует с водой на открытом воздухе, а также его тяжело утилизировать.
Кроме того, графеновый аккумулятор с магниевым анодом имеет большую
энергетическую ёмкость. Естественно, что магний имеет и свои минусы по
сравнению с литием в графеновых аккумуляторах. Одной из наиболее
серьёзных проблем является подбор электролита, в котором будут
передвигаться ионы между анодом и катодом [4].
В
любом
случае,
графеновые
аккумуляторы
признаются
перспективным направлением во многих странах мира и через некоторое
время должны быть выпущены серийные образцы этих АКБ. Если они будут
иметь характеристики, соответствующие заявленным, то электромобили
смогут серьёзно потеснить на дорогах транспортные средства с двигателями
внутреннего сгорания. В результате будут значительно улучшена экология
мегаполисов и снижено потребление углеводородов. Помимо прорыва в
автомобилестроении, графеновые аккумуляторы могут сделать более
Do'stlaringiz bilan baham: |