ОРГАНИЧЕСКИЕ АККУМУЛЯТОРЫ ДЛЯ ЭЛЕКТРОМОБИЛЕЙ? ДА, НА ОСНОВЕ ГРАФЕНА!

Революция в области электромобильности: перерабатываемая, компостируемая и экологичнаяорганическая батарея на основе графена. Увеличенный радиус действия и быстрая зарядка!

Наступил переломный момент, когда подавляющее большинство автомобильных брендов сосредоточилось на том, чтобы сделать ставку на электромобильность как часть новой эры, в которой мы все являемся частью перемен.Вероятно, этот процесс ускорился отчасти из-за жестких целевых показателей выбросов в Европе и ее обязательства достичь климатической нейтральности по парниковым газам к 2050 году.Какой бы ни была причина, реальность такова, что день ото дня мы продолжаем слышать новые новости об индустрии электромобилей. И хотя КПД электродвигателей всегда был очень высоким (около 95% по сравнению с 30-35% для двигателей внутреннего сгорания), сектору электромобилей еще предстоит пройти долгий путь.

Настолько, что бренды не только спешат вывести на рынок новые электрические модели, но и находятся в процессе исследования новых технологий с большей эффективностью и меньшим воздействием на окружающую среду по сравнению с современными литий-ионнымибатареями (используемыми не только в электромобилях, но и во всех видах электронных устройств), таких как твердотельные аккумуляторы и органические графеновые батареи.

Итак, что же такое органическая батарея на основе графена?

Графен характеризуется тем, что это тонкое, прозрачное и очень гибкое вещество, состоящее из чистого углерода, атомы которого похожи на графит (одна из форм, в которой углерод можно найти в природе).

Он обеспечивает в 200 раз большую прочность, чем сталь, и широко доступен на планете. Несмотря на то, что он сделан из того же материала, что и графит в карандашах, он считается двумерным материалом и сверхпроводником электричества (даже лучше, чем медь).

Еще одним большим преимуществом графена является то, что он практически не обладает внутренним сопротивлением, что на самом деле имеет место с большинством материалов, используемых в настоящее время для проведения электричества. Чтобы противодействовать этому эффекту, сегодня необходимо использовать большие объемы таких материалов (например, более толстые медные провода для обеспечения более высокой силы тока), а также использовать радиаторы для предотвращения перегрева, поскольку сопротивление выделяет тепло и высокие температуры.

Что ж, графен также мог бы стать решением этой проблемы, поскольку, практически не обладая внутренним сопротивлением, он позволяет избежать использования радиаторов, не достигая высоких температур и не создавая какой-либо опасности.

Какие преимущества принесет органическая батарея на основе графена?

Андреас Хинтеннах, руководитель отдела исследований аккумуляторных элементов в Daimler Group, говорит, что в основе этих аккумуляторов лежит "органическая химия на основе графена, без посторонних, дорогих или редких элементов, без металлов, полностью пригодная для вторичной переработки. Они обладают высокой плотностью энергии и предлагают отличные возможности быстрой зарядки”.

Таким образом, мы говорим об аккумуляторах, которые обеспечат множество преимуществ по сравнению с современными литий-ионными батареями, такими как:

Меньший размер, более высокая плотность энергии и большая автономность. Сам графен представляет собой слой углерода толщиной в один атом, и поскольку это такое тонкое и легкое вещество, оно позволяет значительно уменьшить размер его батарей.

Они могут занимать на 20-50% меньше места, чем современные аккумуляторы, а это значит, что чем они меньше, тем легче. В свою очередь, это приводит к большей автономности, поскольку они обеспечивают более высокую производительность при втрое большей плотности энергии, чем литий-ионные аккумуляторы.

Это означает, что они расходуют минимум энергии во время работы и обеспечивают запас хода, эквивалентный современным двигателям внутреннего сгорания: от 372 до 600 миль на одной зарядке.

• Более низкая стоимость

Благодаря тому, что их производство не зависит от дорогостоящего и естественно дефицитного сырья, такого как литий, кобальт и медь, органические батареи на основе графена будут иметь гораздо более низкие производственные затраты, чем современные литий-ионныеаккумуляторы.

• Быстрая зарядка

Самое замечательное в этих типах аккумуляторов то, что их циклы зарядки короче. Фактически, подсчитано, что цикл зарядки может быть в 100 раз быстрее, что позволяет сократить время зарядки от 8 до 15 минут.

И это еще не все! Большим преимуществом этой технологии было бы то, что она обеспечивает индукционную зарядку, а это означает отсутствие необходимости в проводах!

• Повышенная безопасность

Одним из других преимуществ графеновых аккумуляторов является их оптимальное регулирование температуры. Благодаря тому факту, что графен практически не обладает внутренним сопротивлением, он позволяет избежать высоких температур, которых могут достигать современные литий-ионные аккумуляторы.

• Более длительный срок службы электромобиля

Как мы уже знаем, современные литий-ионныеаккумуляторы имеют ограниченный срок службы - от 8 до 10 лет, что соответствует примерно 3000 полным циклам зарядки.

Срок службы органических графеновых аккумуляторов обещает значительно превысить этот срок, поскольку, по оценкам, они могли бы обеспечить в два раза больше циклов зарядки. Фактически, подсчитано, что после 300 000 км езды в автомобиле с органическим аккумулятором на основе графена аккумулятор потеряет запас хода всего на 20-30 км.

• Органическая и устойчивая композиция

Благодаря графену, который на 100% пригоден для вторичной переработки путем компостирования, эти аккумуляторы не выбрасывали бы в атмосферу ни грамма CO2, а процессы их производства были бы полностью углеродно-нейтральными.

Когда на рынке появятся электромобили с органическими графеновыми батареями?

Все это звучит здорово, не так ли?.. Но говорим ли мы о мифе или о революционной технологии для действительно масштабируемой электрической мобильности?

Что ж, как и любая другая технология, прежде чем она вступит в завершающую стадию массового производства, она требует этапов исследований, разработки и внедрения, которые могут занять месяцы или даже годы работы. Но когда такие бренды, как Mercedes, представляют концептуальный седан на базе графеновых аккумуляторов, что-то назревает!

Немецкий бренд представил концепт-кар bold Vision AVTR (Advanced Vehicle Transformation) на выставке технологий CES 2020 в Лас-Вегасе. Помимо того, что это футуристический седан, вдохновленный миром Пандоры из фильма "Аватар", он способен обеспечить волшебное взаимодействие между человеком, транспортным средством и природой.

Но его истинный потенциал заключается в органической батарее на основе графена, которая позволяет избежать использования редких металлов и экологически токсичных материалов.Его преимущества? Многие:

• Мощность около 110 кВт*ч. Запас хода на электротяге составляет более 700 км

• Полная индукционная зарядка менее чем за 15 минут

• Четыре высокопроизводительных электромотора, расположенных рядом с колесами, с суммарной мощностью двигателя 350 кВт (475 л.с.)

• Нулевое воздействие на окружающую среду от проектирования до завершения всех его элементов и на протяжении всего производственного процесса

Это все еще концепт-кар, но, тем не менее, он намекает на ошеломляющие, невероятно возможные и масштабируемые возможности электромобильности.

Однако Андреас Хинтеннах, исследователь аккумуляторов немецкой фирмы, заявил, что "это многообещающая технология, которая уже работает в лаборатории, но ее практическое применение предполагается не ранее чем через 20 лет". Таким образом, horizon отмечает 2039 год как возможную дату появления на рынке органических аккумуляторов на основе графена.

Какие компании находятся в процессе исследования и разработки органических графеновых аккумуляторов?

Хотя сам электромобиль не загрязняет окружающую среду в течение всего срока службы, текущие процессы производства его аккумуляторов не являются самыми экологичными (в основном из-за извлечения и обработки лития и кобальта).

Таким образом, реальная экологическая проблема электромобиля заключается в том, что с начала его изготовления и до конца срока службы - включая все его составные элементы - он остается экологичным. - он должен быть полностью без выбросов и на 100% экологичным.Этопривело к появлению альтернативных технологий, таких как водород, твердотельные аккумуляторы, литий-ионныеаккумуляторы с улучшенным графеном и органические аккумуляторы на 100% основе графена, которые являются предметом данной статьи.Что ясно, так это то, что не будет только одной пост-литий-ионной технологии, но давайте посмотрим, какие продукты компании разрабатывают в связи с органическими батареями на основе графена:

• Группа GAC

Китайская группа представила на GAC Tech Day 2020 3D-технологию, над которой они работают с 2014 года и с помощью которой они создали свою первую графеновуюбатарею, способную преодолевать 300 км всего за восемь минут.

• СуперБатарея

Компания Skeleton Technologies - специалист по системам накопления энергии, расположенная в Эстонии, - в сотрудничестве с Технологическим институтом Карлсруне в Германии запатентовала органическую батарею на основе графена, способную: Полная перезарядка занимает всего 15 секунд; oбеспечивает срок службы в тысячи и тысячи циклов зарядки.

• Самсунг

В 2017 году Samsung объявила, что находится на стадии исследований по разработке органической батареи на основе графена, которая позволит продлить срок службы существующих литий-ионных аккумуляторов и ускорить их зарядку. Институт передовых технологий Samsung (SAIT) успешно объявил о разработке "графеновых шариков", которые позволят увеличить емкость существующих аккумуляторов на 45% и скорость зарядки в пять раз.

В любом случае, графеновые батареи обещают стать настоящей революцией в сфере электрификации транспорта и окончательно определить ее курс.

Источник: https://blog.placetoplug.com/en?page=3