Grafit + vand =fremtiden for energilagring

En kombination af to almindelige materialer - grafit og vand - kunne producere energilagringssystemer, der yder på niveau med lithium-ion-batterier, men genoplades i løbet af få sekunder og har en næsten ubestemt levetid.

Dr. Dan Li, fra Monash University Department of Materials Engineering, og hans forskerhold har arbejdet med et materiale kaldet grafen, som kunne danne grundlag for næste generation af ultrahurtige energilagringssystemer.

"Når vi kan manipulere dette materiale ordentligt, din iPhone, for eksempel, kunne oplades på få sekunder, eller muligvis hurtigere.” sagde Dr. Li.

Grafen er resultatet af nedbrydning af grafit, en billig, let tilgængeligt materiale, der almindeligvis anvendes i blyanter, i lag et atom tykt. I denne form, den har bemærkelsesværdige egenskaber.

Grafen er stærkt, kemisk stabil, en fremragende leder af elektricitet og, vigtigt, har et ekstremt stort overfladeareal.

Dr. Li sagde, at disse egenskaber gør grafen særdeles velegnet til energilagringsapplikationer.

"Grunden til, at grafen ikke bliver brugt overalt, er, at disse meget tynde plader, når de er stablet i en brugbar makrostruktur, bind straks sammen, reformering af grafit. Når grafen omstables, det meste af overfladearealet går tabt, og det opfører sig ikke som grafen længere."

Nu, Dr. Li og hans team har opdaget nøglen til at bevare de bemærkelsesværdige egenskaber ved separate grafenplader:vand. At holde grafen fugtig – i gelform – giver frastødende kræfter mellem arkene og forhindrer genstabling, gør den klar til anvendelse i den virkelige verden.

”Teknikken er meget enkel og kan nemt skaleres op. Da vi opdagede det, vi syntes, det var utroligt. Vi tager to grundlæggende, billige materialer - vand og grafit - og gør dette nye nanomateriale med fantastiske egenskaber, ” sagde Dr. Li.

Når det bruges i energienheder, graphene gel overgår væsentligt den nuværende kulstofbaserede teknologi, både i forhold til mængden af ​​lagret opladning og hvor hurtigt opladningerne kan leveres.

Dr. Li sagde, at fordelene ved at udvikle denne nye nanoteknologi rækker ud over forbrugerelektronik.

"Høj hastighed, pålidelige og omkostningseffektive energilagringssystemer er afgørende for den fremtidige levedygtighed af elektricitet fra vedvarende ressourcer. Disse systemer er også nøglen til storstilet brug af elektriske køretøjer.

"Graphene gel er også lovende til brug i vandrensningsmembraner, biomedicinske apparater og sensorer."