تظل مصادر الطاقة المستقلة حجر عثرة في العالم الحديث للأجهزة الإلكترونية ، ونادرًا ما تستطيع أي أداة تحمل أكثر من يوم في وضع "الاستعداد القتالي" الكامل. ولكن مع ظهور بطاريات الجرافين ، قد يتغير الوضع بشكل كبير.
تكوين وقدرات الجرافين
الجرافين مادة رأت النور في عام 2004. حتى ذلك الحين ، كان العلماء الذين تلقوها يعرفون عن أهم عامل في الجرافين - الموصلية الكهربائية العالية. لسوء الحظ ، لم يكن مقدار المعرفة حول المواد الجديدة والمبتكرة ، والتي حققت طفرة في العلوم ، كافياً لإدخالها في صناعة واسعة النطاق.
الجرافين عبارة عن غشاء رقيق من الكربون ، له هيكل مستقر بسبب الاتصال بنوع من العازل الكهربائي (غالبًا - أكسيد). لتصنيع هذه المادة ، ليست هناك حاجة لخطوط إنتاج باهظة الثمن ، وهي نفسها بكميات يمكن أن تحول عالم إمدادات الطاقة المستقلة قريبًا.
الفوائد الرئيسية للجرافين
تتعدد مزايا المواد الجديدة تمامًا بحيث تتلاشى العيوب البسيطة على هذه الخلفية ببساطة.
- قوة عالية. ورقة الجرافين ، التي يقل سمكها عن ملليمتر واحد ، أقوى 200 مرة من نفس الصفيحة الفولاذية عالية الكربون.
- وزن خفيف. إذا صنعت ورقة من هذه المادة ، لا يزيد سمكها عن 1 مم ومساحتها 1 م 2 ، فسيكون وزنها أقل من 1 جرام.
- استرداد تكلفة منخفضة. حتى بعد حدوث أضرار جسيمة ، يمكن إصلاح منتجات الجرافين بسرعة وبأقل التكاليف.
- الموصلية الكهربائية العالية. كما أن بطاريات الجرافين قادرة ليس فقط على توصيل الكهرباء ولكن أيضًا على توليد الكهرباء.
- هيكل صديق للبيئة.
خاصية أخرى مهمة للجرافين هي القدرة على الشحن بسرعة عندما تنخفض السعة إلى الصفر تقريبًا. ميزة لا تقدر بثمن ، خاصة في مجال السيارات.
أين يستخدم الجرافين؟
هذه المادة فريدة من نوعها وغير مكلفة وسهلة الحصول عليها نسبيًا ، وقد أصبحت شائعة في تصميم وتصنيع البطاريات القابلة لإعادة الشحن اليوم. تدرس أفضل المعاهد في إسبانيا وألمانيا بنشاط الخصائص المفيدة للجرافين وتجمع بين هذه المادة وبعض أنواع البوليمرات.
النتيجة: بطاريات عالية السعة يمكن شحنها بالكامل في ثماني دقائق. في الوقت نفسه ، لا تخاف مثل هذه البطارية من قصر الدائرة ، وأثناء الشحن ، لا يظهر غاز ضار وقابل للاشتعال.
أظهرت النماذج الأولية نتائج ممتازة من حيث السعة لا تقل عن 5 أضعاف سعة البطاريات القياسية. تكلفة مصدر الطاقة هذا ، مع جميع تكاليف إنتاجه ، أرخص بنسبة 75-77 ٪ من طرازات الليثيوم أيون.
في المستقبل ، من المخطط غزو صناعات مهمة مثل إنشاء مكوكات فضائية وتصميم عناصر المعالجات الدقيقة بواسطة الجرافين. تستثمر العديد من الشركات بالفعل أموالًا رائعة جدًا في تطوير هذه المواد.