Οι ερευνητές έχουν δείξει ότι μπορούν να παράγουν αυτά τα φύλλα γραφενίου σε μεγάλη κλίμακα, από μέτρα έως χιλιόμετρα σε μήκος.
Μια ομάδα ερευνητών έχει κάνει μια σημαντική ανακάλυψη στην τεχνολογία αποθήκευσης ενέργειας. Έχουν αναπτύξει μια νέα τεχνική για την παραγωγή μεγάλης κλίμακας συλλεκτών ρεύματος γραφενίου.
Αυτή η καινοτομία είναι ένα κρίσιμο βήμα προς ένα μέλλον που τροφοδοτείται από ηλεκτρικά οχήματα και ανανεώσιμες πηγές ενέργειας.
«Αυτή η ανακάλυψη υπόσχεται να βελτιώσει σημαντικά την ασφάλεια και την απόδοση των μπαταριών ιόντων λιθίου (LIBs), αντιμετωπίζοντας μια κρίσιμη πρόκληση στην τεχνολογία αποθήκευσης ενέργειας», ανέφεραν οι ερευνητές σε ένα δελτίο τύπου.
Αυτή η καινοτομία είναι ένα κρίσιμο βήμα προς ένα μέλλον που τροφοδοτείται από ηλεκτρικά οχήματα και ανανεώσιμες πηγές ενέργειας.
Η ομάδα αποτελούσε ερευνητές από το Πανεπιστήμιο Swansea, το Πανεπιστήμιο Τεχνολογίας της Wuhan και το Πανεπιστήμιο Shenzhen.
Βελτιωμένη ασφάλεια και απόδοση
Αυτή η ανακάλυψη είναι μια επεκτάσιμη μέθοδος για τη δημιουργία ελασμάτων γραφενίου χωρίς ελαττώματα. Αυτά τα φύλλα έχουν εξαιρετική θερμική αγωγιμότητα.
«Αυτά τα φύλλα προσφέρουν εξαιρετική θερμική αγωγιμότητα—έως 1.400,8 W m–1 K–1—σχεδόν δέκα φορές υψηλότερη από τους παραδοσιακούς συλλέκτες ρεύματος χαλκού και αλουμινίου που χρησιμοποιούνται στα LIB», τονίζεται στο δελτίο ειδήσεων.
Ο Dr Rui Tan, συν-επικεφαλής συγγραφέας από το Πανεπιστήμιο Swansea, δήλωσε ότι η μέθοδός τους επέτρεψε την παραγωγή συλλεκτών ρεύματος γραφενίου σε κλίμακα και ποιότητα που θα μπορούσαν εύκολα να ενσωματωθούν στην εμπορική κατασκευή μπαταριών .
«Αυτό όχι μόνο βελτιώνει την ασφάλεια της μπαταρίας με την αποτελεσματική διαχείριση της θερμότητας, αλλά επίσης ενισχύει την ενεργειακή πυκνότητα και τη μακροζωία», πρόσθεσε .
Επεκτασιμότητα και ευελιξία
Οι ερευνητές έχουν αποδείξει την ικανότητα να παράγουν αυτά τα φύλλα γραφενίου σε μεγάλη κλίμακα, σε μήκη που κυμαίνονται από μέτρα έως χιλιόμετρα.
Δημιούργησαν ακόμη και ένα φύλλο γραφενίου μήκους 200 μέτρων που διατήρησε την υψηλή ηλεκτρική αγωγιμότητά του ακόμη και αφού λυγίστηκε πάνω από 100.000 φορές.
Αυτή η ευελιξία ανοίγει δυνατότητες για εφαρμογές σε ευέλικτα ηλεκτρονικά και άλλες προηγμένες τεχνολογίες.
«Αυτή η νέα προσέγγιση επιτρέπει επίσης την παραγωγή φύλλων γραφενίου με προσαρμόσιμα πάχη, τα οποία θα μπορούσαν να οδηγήσουν σε ακόμη πιο αποτελεσματικές και ασφαλέστερες μπαταρίες», παρατήρησαν οι ερευνητές.
Αντιμετώπιση θερμικής φυγής
Αυτή η βελτιωμένη ικανότητα απαγωγής θερμότητας αντιμετωπίζει άμεσα μια κρίσιμη ανησυχία για την ασφάλεια: τη θερμική διαφυγή.
Για το περιβάλλον, η θερμική διαφυγή είναι μια επικίνδυνη αλυσιδωτή αντίδραση υπερθέρμανσης που μπορεί να οδηγήσει σε αστοχία της μπαταρίας, πυρκαγιές και εκρήξεις. Είναι ένας σημαντικός κίνδυνος, ειδικά στα LIB υψηλής ενέργειας που χρησιμοποιούνται στα ηλεκτρικά οχήματα
Οι συλλέκτες ρεύματος γραφενίου λειτουργούν ως αποτελεσματική ψύκτρα, αποτρέποντας την υπερβολική συσσώρευση θερμότητας και μετριάζοντας τον κίνδυνο θερμικής διαφυγής.
«Η πυκνή, ευθυγραμμισμένη δομή γραφενίου μας παρέχει ένα ισχυρό φράγμα ενάντια στο σχηματισμό εύφλεκτων αερίων και εμποδίζει το οξυγόνο να διαπεράσει τις κυψέλες της μπαταρίας, κάτι που είναι ζωτικής σημασίας για την αποφυγή καταστροφικών αστοχιών», εξήγησε ο Δρ Jinlong Yang, συν-επικεφαλής συγγραφέας από το Πανεπιστήμιο Shenzhen.
Εφαρμογές ευρείας εμβέλειας
Οι επιπτώσεις αυτής της καινοτομίας είναι τεράστιες. Οι ασφαλέστερες και πιο αποτελεσματικές μπαταρίες μεταφράζονται σε ηλεκτρικά οχήματα που όχι μόνο είναι πιο αξιόπιστα και πιο μακροχρόνια, αλλά συμβάλλουν επίσης στην επιτάχυνση της παγκόσμιας μετάβασης προς τις βιώσιμες μεταφορές.
Επιπλέον, στον τομέα των ανανεώσιμων πηγών ενέργειας, οι ενισχυμένες δυνατότητες αποθήκευσης ενέργειας διαδραματίζουν κρίσιμο ρόλο στην αποτελεσματική σύλληψη και χρήση καθαρών πηγών ενέργειας.
«Αυτή η καινοτομία θα μπορούσε να έχει εκτεταμένες επιπτώσεις για το μέλλον της αποθήκευσης ενέργειας, ιδιαίτερα στα ηλεκτρικά οχήματα και τα συστήματα ανανεώσιμων πηγών ενέργειας, όπου η ασφάλεια και η αποτελεσματικότητα είναι πρωταρχικής σημασίας», καταλήγει το δελτίο τύπου.