Chemia i Biznes

W ramach naszej witryny stosujemy pliki cookies w celu świadczenia Państwu usług na najwyższym poziomie, w tym w sposób dostosowany do indywidualnych potrzeb. Korzystanie z witryny bez zmiany ustawień dotyczących cookies oznacza, że będą one zamieszczane w Państwa urządzeniu końcowym. Mogą Państwo dokonać w każdym czasie zmiany ustawień dotyczących cookies. Więcej szczegółów w naszej "Polityce prywatności Cookies"

Rozumiem i zgadzam się

Konfiguracja makiety

Możliwości aplikacyjne grafenu wciąż dalekie od wyczerpania

2018-12-18  / Autor: Anna Jarosik

Globalny rynek grafenu w bateriach i superkondensatorach czeka na produkcyjny przełom technologiczny.

Globalne zapotrzebowanie na energię elektryczną stale wzrasta i jest ściśle powiązane z dążeniem do ograniczania zużycia paliw kopalnych. W efekcie zaś prowadzić ma do ograniczenia zanieczyszczeń powietrza.

Aby zrealizować założony cel, niezbędne jest zapewnienie wydajnych, opłacalnych i przyjaznych dla środowiska naturalnego urządzeń do magazynowania energii. Coraz większy rynek inteligentnych sieci energetycznych, pojazdów elektrycznych oraz pojazdów hybrydowych z napędem elektrycznym napędzają globalny rynek, wpływając na zwiększenie gęstości energii akumulatorów.

Komercyjne technologie stosowane w produkcji akumulatorów (tj. akumulatory litowo-jonowe, litowo-siarkowe, sodowo-jonowe oraz litowo-tlenowe) i superkondensatorów należą do jednych z najbardziej obiecujących układów magazynowania energii elektrycznej oraz zasilania. Głównym argumentem za ich stosowaniem i dalszym rozwojem jest ich wszechstronność aplikacyjna i ogromny potencjał, za sprawą wysokiej jakości, gęstości energii i mocy. Akumulatory litowe są obecnie dominującymi, mobilnymi źródłami zasilania przenośnych urządzeń elektronicznych wykorzystywanych w telefonach komórkowych i laptopach.

Chociaż dokonano już wielkich postępów w kwestii parametrów, m.in. wydajności i trwałości, to nadal praktycznie każdy typ akumulatora litowego ma problemy, które dość poważnie ograniczają jego praktyczne zastosowanie. Przykładowo dotyczy to elektrycznych pojazdów komercyjnych i samochodów ciężarowych. Wydajność tego typu urządzeń jest nierozerwalnie związana z właściwościami materiałów użytych do ich zbudowania.

Ponieważ odnawialne źródła energii cieszą się największym zainteresowaniem naukowców, to mocno pożądane są technologie przechowywania dużych ilości ładunku elektrycznego i energii. Pojazdy elektryczne oraz technologia związana z akumulatorami litowymi staną się stopniowo coraz bardziej znaczącym rynkiem. Szacunkowa wartość wskaźnika CAGR wyniesie ponad 20% do roku 2025.

Ze względu na wewnętrzne właściwości, takie jak duża powierzchnia i wysoka wartość przewodnictwa, grafen oraz materiały 2D, m.in. hybrydy nanokompozytowe, są uważane za doskonałych kandydatów do poprawy wydajności materiałów elektrodowych w urządzeniach do przechowywania i konwersji energii (np. baterie litowo-jonowe, superkondensatory, ogniwa paliwowe i ogniwa słoneczne).

Grafen ma wyjątkowe właściwości, jeśli chodzi o jego wykorzystanie w bateriach, akumulatorach i superkondensatorach, uwzględniając dużą powierzchnię właściwą (tj. 2630 m2/g), dobrą stabilność chemiczną oraz doskonałą przewodność elektryczną. Te właściwości sprawiają, że grafen jest doskonałym kandydatem jako katalizator wspierający konwersję energii i aplikacje do przechowywania. Jest to najczęściej badany zaawansowany materiał do przechowywania energii. Grafenowe nanopłateczki mogą zwiększyć skuteczność akumulatorów litowo-jonowych, gdy są używane do formułowania elektrod, dając znacznie krótsze czasy ładowania.

Zastosowania komercyjne dla grafenu obejmują m.in. bardzo małe kondensatory, elastyczne i rozciągliwe urządzenia do przechowywania energii, przezroczyste baterie oraz urządzenia o dużej pojemności i szybkim ładowaniu.

Obecnie wiele firm opracowuje aplikacje do magazynowania energii dla grafenu, w których to aplikacjach będzie możliwe i ekonomicznie opłacalne potencjalnie zastąpienie elektrody grafitowej znajdującej się w bateriach, superkondensatorach i ogniwach paliwowych. Aktualnie większość aktywności wykorzystuje grafen jako przewodzący dodatek do akumulatorów litowo-jonowych (LI-ion) i superkondensatorów.


badania i rozwójgrafen

Podoba Ci się ten artykuł? Udostępnij!

Oddaj swój głos  

Ten artykuł nie został jeszcze oceniony.

Dodaj komentarz

Redakcja Portalu Chemia i Biznes zastrzega sobie prawo usuwania komentarzy obraźliwych dla innych osób, zawierających słowa wulgarne lub nie odnoszących się merytorycznie do tematu. Twój komentarz wyświetli się zaraz po tym, jak zostanie zatwierdzony przez moderatora. Dziękujemy i zapraszamy do dyskusji!


WięcejNajnowsze

Więcej aktualności



WięcejNajpopularniejsze

Więcej aktualności (192)



WięcejPolecane

Więcej aktualności (97)



WięcejSonda

Czy polski przemysł chemiczny potrzebuje dalszych inwestycji zagranicznych?

Zobacz wyniki

WięcejW obiektywie