Разработка графеновых суперконденсаторов произведет революцию в автотранспорте

В Южной Корее разработана технология, которая позволит создать новый вид электромобилей — работающих не на батареях, а на суперконденсаторах.

Литий-ионные батареи, применяемые в большинстве современных электрокаров, отличаются дороговизной и недостаточной емкостью. А сам процесс зарядки занимает много времени. Ученые из Корейского института науки и технологий (KAIST) предложили использовать для хранения энергии суперконденсатор с графеновыми обкладками.

Графен является модификацией углерода толщиной всего в один атом. Это делает его наиболее подходящим для использования в суперконденсаторах.

Один грамм графена может покрыть площадь, равную 2,675 м2. Теоретически графеновые суперконденсаторы могут быть использованы для хранения гораздо большего количества энергии на килограмм по сравнению с литий-ионными батареями.

23 мая британский журнал The Economist рассказал, что технологам KAIST удалось создать графеновый суперконденсатор, способный заряжаться менее чем за четыре минуты. В дальнейшем исследователи надеются разработать улучшенную версию суперконденсатора, которая превзойдет литий-ионные батареи по емкости. Следующим этапом станет масштабирование и коммерциализация технологии.

Препятствием для осуществления этих планов может стать высокая трудоемкость получения графена. Существовавшие до сих пор производственные решения не позволяли создавать графен в достаточном для коммерческого использования объеме.

Однако пока корейцы работали над суперконденсатором, в США группа исследователей из Массачусетского технологического института (MIT) разработала новый метод производства графена, обладающий потенциалом наконец-то вывести этот чудо-материал из лаборатории и направить его прямиком в коммерческое производство. Новая технология использует специальную камеру с движущейся подложкой. Команда ученых уже построила и провела испытания уменьшенной лабораторной версии такой камеры и нашла режим, при котором на подложке образуется высококачественный равномерный слой графена.

Это не первый инновационный метод для производства графена, разработанный учеными из MIT. В мае 2014 года та же команда исследователей описала метод, позволяющий создавать графен на обеих сторонах базового материала. Теперь ученые говорят о планах совместить два метода, то есть создать камеру, которая будет производить сразу готовые пластины из двух слоев графена, разделенных диэлектрическим материалом.

Но как раз такие пластины и нужны для изготовления суперконденсаторов. Если удастся выращивать их в промышленном масштабе, они по мере совершенствования технологии и расширения производства будут стремительно дешеветь, ведь графен по своему химическому составу — это всего лишь углерод.

Но дело не только в цене. Главный недостаток существующих электромобилей — длительное время зарядки аккумуляторных батарей. Так, по свидетельствам пользователей, для полной зарядки Nissan Leaf (у нее батарея на 24 киловатт-часа) требуется около восьми часов, а на полный заряд Tesla Model S (батарея на 85 КВт•ч) может уйти вдвое больше времени.

Если для зарядки суперконденсаторов будет требоваться всего несколько минут, как утверждают корейские ученые, это сможет вызвать перелом в сознании широких масс автолюбителей. Когда они увидят, что электромобили на суперконденсаторах выигрывают у обычных автомобилей как по экономичности, так и по запасу хода и удобству эксплуатации, конечно, все не побегут покупать себе новое транспортное средство. Чтобы произошли необратимые изменения и в мировом автопроме, и на авторынке, и в инфраструктуре автобанов, потребуется около двух десятилетий. По сути, это то время, которое нужно, чтобы выросло новое поколение автолюбителей — не знающее запаха бензина.

comments.ua

Рекламодатели

Партнёры

Новостная рассылка

Будьте в курсе наших последних новостей. Оформите бесплатно персональную новостную рассылку.