Graphit + Wasser = die Zukunft der Energiespeicherung

Graphit + Wasser = die Zukunft der Energiespeicherung
Anonim

von der Monash University

Eine Kombination aus zwei gewöhnlichen Materialien - Graphit und Wasser - könnte Energiespeichersysteme erzeugen, die mit Lithium-Ionen-Batterien vergleichbar sind, sich jedoch in Sekundenschnelle aufladen und eine nahezu unbestimmte Lebensdauer haben.

Dr. Dan Li vom Institut für Werkstofftechnik der Universität Monash und sein Forschungsteam haben mit einem Material namens Graphen gearbeitet, das die Grundlage für die nächste Generation ultraschneller Energiespeichersysteme bilden könnte.

"Sobald wir dieses Material richtig manipulieren können, könnte Ihr iPhone beispielsweise in wenigen Sekunden oder möglicherweise schneller aufgeladen werden", sagte Dr. Li.

Graphen ist das Ergebnis des Zerfalls von Graphit, einem billigen, leicht verfügbaren Material, das üblicherweise in Bleistiften verwendet wird, in ein Atom dicke Schichten. In dieser Form hat es bemerkenswerte Eigenschaften.

Graphen ist stark, chemisch stabil, ein ausgezeichneter elektrischer Leiter und hat vor allem eine extrem große Oberfläche.

Dr. Li sagte, dass diese Eigenschaften Graphen sehr gut für Energiespeicheranwendungen geeignet machen.

„Der Grund, warum Graphen nicht überall verwendet wird, ist, dass diese sehr dünnen Platten, wenn sie zu einer verwendbaren Makrostruktur gestapelt werden, sofort miteinander verbunden werden und Graphit reformieren. Wenn Graphen neu gestapelt wird, geht der größte Teil der Oberfläche verloren und es verhält sich nicht mehr wie Graphen. “

Jetzt haben Dr. Li und sein Team den Schlüssel gefunden, um die bemerkenswerten Eigenschaften separater Graphenplatten beizubehalten: Wasser. Das Feuchthalten von Graphen - in Gelform - bewirkt Abstoßungskräfte zwischen den Blättern und verhindert ein erneutes Stapeln, wodurch es für die Anwendung in der Praxis vorbereitet wird.

„Die Technik ist sehr einfach und kann leicht erweitert werden. Als wir es entdeckten, fanden wir es unglaublich. Wir verwenden zwei preiswerte Grundmaterialien - Wasser und Graphit - und stellen dieses neue Nanomaterial mit erstaunlichen Eigenschaften her “, sagte Dr. Li.

Bei der Verwendung in Energiegeräten übertrifft Graphen-Gel die derzeitige Technologie auf Kohlenstoffbasis erheblich, sowohl in Bezug auf die gespeicherte Ladungsmenge als auch auf die Geschwindigkeit, mit der Ladungen abgegeben werden können.

Dr. Li sagte, die Vorteile der Entwicklung dieser neuen Nanotechnologie würden über die Unterhaltungselektronik hinausgehen.

„Schnelle, zuverlässige und kostengünstige Energiespeichersysteme sind für die Zukunftsfähigkeit von Strom aus erneuerbaren Ressourcen von entscheidender Bedeutung. Diese Systeme sind auch der Schlüssel für den großflächigen Einsatz von Elektrofahrzeugen.

"Graphen-Gel ist auch für den Einsatz in Wasseraufbereitungsmembranen, biomedizinischen Geräten und Sensoren vielversprechend."