Mik azok a grafén elemek?

  • Dec 14, 2020
click fraud protection

Az autonóm energiaforrások továbbra is buktatóak az elektronikus eszközök modern világában, és ritkán bármelyik eszköz képes egynél több napot kibírni teljes "harci készültség" módban. De a grafén elemek megjelenésével a helyzet drámaian megváltozhat.

A grafén összetétele és képességei

A grafén egy olyan anyag, amely még 2004-ben látott napvilágot. Akkor is a tudósok, akik megkapták, tudtak a grafén legfontosabb paraméteréről - magas elektromos vezetőképességéről. Sajnos az új, innovatív anyag ismerete, amely áttörést hozott a tudományban, nem volt elegendő az elterjedt iparban való bevezetéséhez.

1. ábra: Grafén molekuláris hálózat
1. ábra: Grafén molekuláris hálózat

Grafén Vékony szénfólia, amelynek szerkezete stabil valamilyen dielektrikummal (leggyakrabban - oxiddal) való összeköttetése miatt. Ennek az anyagnak a gyártásához nincs szükség túl drága gyártósorokra, és ő maga olyan mennyiségben van, hogy hamarosan megfordíthatja az autonóm tápegységek világát.

A grafén fő előnyei

Egy teljesen új anyag előnyei olyan sokak, hogy a kisebb hiányosságok egyszerűen elhalványulnak ezen a háttérben.

instagram viewer
  • Nagy szilárdságú. Egy milliméternél kisebb vastagságú grafénlemez 200-szor erősebb, mint ugyanaz a magas széntartalmú acéllemez.
  • Könnyű. Ha ebből az anyagból készít egy lapot, amelynek vastagsága legfeljebb 1 mm és területe 1 m2, akkor a tömege kevesebb lesz, mint 1 gramm.
2. ábra: Példa egy grafén ostyára
  • Alacsony költségmegtérülés. A graféntermékek kritikus károk után is gyorsan, minimális költségekkel megjavíthatók.
  • Nagy elektromos vezetőképesség. A grafén akkumulátorok nemcsak villamos energiát vezethetnek, hanem áramot is termelhetnek.
  • Környezetbarát szerkezet.

A grafén másik fontos tulajdonsága a gyors töltés képessége, amikor a kapacitás majdnem nullára csökken. Felbecsülhetetlen előny, különösen az autóipar területén.

Hol használják a grafént?

Az anyag egyedi, olcsó és viszonylag könnyen beszerezhető, és napjainkban népszerűvé vált az újratölthető elemek tervezésében és gyártásában. Spanyolország és Németország legjobb intézetei aktívan tanulmányozzák a grafén hasznos tulajdonságait, és ezt az anyagot egyesítik a polimerek bizonyos típusaival.

3. ábra: A grafén akkumulátor felépítése

Az eredmény: nagy kapacitású akkumulátorok, amelyek nyolc perc alatt teljesen feltölthetők. Ugyanakkor egy ilyen akkumulátor nem fél a rövidzárlattól, és töltés közben nem jelenik meg káros és gyúlékony gáz.

Az első prototípusok kiváló teljesítményt mutattak kapacitásuk tekintetében, nem kevesebb, mint a szokásos akkumulátorok kapacitásának ötszöröse. Egy ilyen áramforrás költsége, az előállítás összes költségével együtt, 75-77% -kal olcsóbb, mint a lítium-ion modellek.

A jövőben olyan fontos iparágak meghódítását tervezik, mint a repülőgép-űrsiklók létrehozása és a mikroprocesszoros elemek grafén általi megtervezése. Sok vállalat már elég imponáló alapokat fektet be ennek az anyagnak a fejlesztésére.