Que sont les piles au graphène?

  • Dec 14, 2020
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Les sources d'énergie autonomes restent une pierre d'achoppement dans le monde moderne des appareils électroniques, et rarement un gadget peut résister plus d'une journée en mode de «préparation au combat». Mais avec l'avènement des piles au graphène, la situation peut changer radicalement.

Composition et capacités du graphène

Le graphène est un matériau qui a vu le jour en 2004. Même dans ce cas, les scientifiques qui l'ont reçu connaissaient le paramètre le plus important du graphène - sa conductivité électrique élevée. Malheureusement, la quantité de connaissances sur le nouveau matériau innovant, qui a fait une percée scientifique, n'a pas été suffisante pour son introduction dans l'industrie généralisée.

Figure 1: Réseau moléculaire de graphène
Figure 1: Réseau moléculaire de graphène

Graphène Est un film mince de carbone, qui a une structure stable en raison de sa connexion avec un type de diélectrique (le plus souvent - un oxyde). Car la fabrication de ce matériau ne nécessite pas de lignes de production trop coûteuses, et lui-même est en quantité telle qu'il peut bientôt transformer le monde des alimentations autonomes.

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Les principaux avantages du graphène

Les avantages d'un tout nouveau matériau sont si nombreux que les défauts mineurs dans ce contexte disparaissent tout simplement.

  • Haute résistance. Une feuille de graphène de moins d'un millimètre d'épaisseur est 200 fois plus résistante que la même feuille d'acier à haute teneur en carbone.
  • Poids léger. Si vous fabriquez une feuille de ce matériau, ne dépassant pas 1 mm d'épaisseur et 1 m2 de surface, son poids sera inférieur à 1 gramme.
Figure 2: Exemple d'une plaquette de graphène
  • Récupération à faible coût. Même après des dommages critiques, les produits en graphène peuvent être réparés rapidement avec des coûts minimes.
  • Conductivité électrique élevée. En outre, les batteries au graphène sont capables non seulement de conduire mais aussi de générer de l'électricité.
  • Structure respectueuse de l'environnement.

Une autre propriété importante du graphène est sa capacité à se charger rapidement lorsque la capacité tombe presque à zéro. Un avantage inestimable, notamment dans le secteur automobile.

Où le graphène est-il utilisé?

Le matériau est unique, peu coûteux et relativement facile à obtenir, et est devenu populaire dans la conception et la fabrication de batteries rechargeables aujourd'hui. Les meilleurs instituts en Espagne et en Allemagne étudient activement les propriétés utiles du graphène et combinent ce matériau avec certains types de polymères.

Figure 3: Structure d'une batterie au graphène

Le résultat: des batteries haute capacité qui peuvent être complètement chargées en huit minutes. Dans le même temps, une telle batterie n'a pas peur des courts-circuits et pendant la charge, aucun gaz nocif et inflammable n'apparaît.

Les premiers prototypes ont montré d'excellents résultats en termes de capacité, pas moins de 5 fois la capacité des batteries standard. Le coût d'une telle source d'énergie, avec tous les coûts de sa production, est de 75 à 77% moins cher que les modèles lithium-ion.

À l'avenir, il est prévu de conquérir des industries aussi importantes que la création de navettes aérospatiales et la conception d'éléments de microprocesseur par graphène. De nombreuses entreprises investissent déjà des fonds assez impressionnants dans le développement de ce matériau.