Меню

Графен алюминиево ионный аккумулятор



Алюминиево-ионный аккумулятор с графеновым электродом

Австралийские исследователи разработали графеновый электрод для алюминиево-ионных аккумуляторов. Это делает батареи намного мощнее.

Алюминиево-ионный аккумулятор с графеновым электродом

Исследователи из Университета Квинсленда в Австралии разработали алюминиево-ионный аккумулятор с графеновым электродом. Он заряжается очень быстро и служит в три раза дольше, чем современные литий-ионные батареи. В настоящее время разрабатывается коммерческий прототип.

Экологически чистые и мощные батареи

Алюминиево-ионные батареи относятся к следующему поколению более экологичных батарей. Команда руководителя исследования Алана Роуэна из Университета Квинсленда в течение многих лет занималась изучением этого типа батарей и теперь рада сообщить о крупном достижении.

«После нескольких лет целенаправленных исследований по усовершенствованию алюминиево-ионной батареи мы рады, что находимся на стадии разработки коммерческих прототипов более устойчивых, быстрее заряжающихся батарей», — сказал Роуэн. Его команда разработала электрод из чрезвычайно тонкой графеновой пленки, который делает алюминиево-ионные батареи более эффективными. В ходе испытаний эти графен-алюминиевые батареи имели в три раза больший срок службы, чем современные литий-ионные батареи, и заряжались в 70 раз быстрее.

Алюминиево-ионный аккумулятор с графеновым электродом

Исследователи надеются, что алюминиево-ионные батареи с таким электродом смогут впервые изменить рынок перезаряжаемых батарей. Это связано с тем, что в настоящее время в нем доминируют литий-ионные батареи. «Батареи могут выдерживать большее количество циклов зарядки без ухудшения своих характеристик. Их легче перерабатывать, что снижает риск попадания вредных металлов в окружающую среду», — говорят исследователи. Литий-ионные батареи требовали добычи редкоземельных металлов, на что расходуется большое количество воды, и использовали химические вещества, которые могли нанести вред окружающей среде.

Этот проект, с другой стороны, имеет реальный потенциал, чтобы предложить рынку более экологичную и эффективную альтернативу, сказал он. Поскольку они не содержат лития, батареи также более безопасны. В конце концов, литий неоднократно приводил к возгоранию батарей сотовых телефонов.

Теперь компания Graphene Manufacturing Group (GMG), расположенная в Брисбене, будет превращать науку в практику, производя прототипы всех размеров для часов, смартфонов, ноутбуков, электромобилей и устройств хранения энергии. Крейг Никол, генеральный директор GMG, считает этот проект огромной возможностью для GMG и Австралии. Использование местного сырья для производства аккумуляторных элементов по конкурентоспособной цене, способных заменить импортные литий-ионные элементы, может снизить риски цепочки поставок и создать местные рабочие места, сказал он. Место для первоначального производства в Австралии еще не определено. опубликовано econet.ru по материалам energyload.eu

Понравилась статья? Напишите свое мнение в комментариях.
Подпишитесь на наш ФБ:

Источник

В Австралии создали алюминиево-ионные аккумуляторы: они заряжаются в 60 раз быстрее литий-ионных

Австралийская компания Graphene Manufacturing Group (GMG) заявила о создании батарей на основе алюминия и графена, сообщает Forbes. Утвержда­ется, что у алюминиево-графеновых аккуму­ляторов скорость зарядки в 60 раз быстрее, чем у литий-ионных, и они удер­живают в три раза больше энергии, чем элементы на основе алюминия.

Читайте также:  Чем разрядить 12в аккумулятор

GMG планирует вывести на рынок алюминиево-ионные графеновые аккуму­ляторные батареи в конце этого или в начале 2022 года, а выпуск авто­мобиль­ных ячеек намечен на начало 2024 года. Стартует производ­ство с небольших батарей-«таблеток».

Из-за скорости зарядки новых аккумуляторов GMC сравни­вает их с супер­конден­саторами.

Новые аккумуляторные элементы обеспечи­вают гораздо большую удельную мощность, чем суще­ствующие литий-ионные батареи, при этом у них отсут­ствуют проблемы с охлажде­нием, нагревом или наличием редко­земельных компонентов в составе.

Алюминиево-графеновые батареи стоят дешевле. Также они заявлены как более безопасные, в том числе для детей.

Стартап StoreDot собирается вывести в 2024 году новую систему сверх­быстрой зарядки батарей электрокаров (StoreDot XFC). Технология компании позволяет снизить время заряда литий-ионных аккуму­ляторов с нескольких часов до нескольких минут. Недавно StoreDot подписала долго­срочное соглаше­ние с произво­дителями аккумуляторных батарей EVE Energy.

Готовы ли вы заряжать свой электромобиль по 8 часов или дождётесь улучшения технологии?

Современные электромобили уже достаточно практичны Нет, запас хода электрокаров и время их зарядки пока делают их неудобными

Материал по теме

Сэндвич с беконом вдохновил учёных Гарварда на создание новой твердотельной батареи

Материал по теме

Беспилотная фура компании TuSimple за 14 часов проехала маршрут, на который у человека уходят сутки

Источник

Представлены алюминиево-ионные аккумуляторы со сверхбыстрой зарядкой

Австралийская компания Graphene Manufacturing Group (GMG) объявила впечатляющие результаты испытаний на производительность нового типа алюминиево-ионного аккумулятора, который может заряжаться в 10 раз быстрее, чем современные литий-ионные батареи, но при этом работает намного дольше и не требует охлаждения.

В экспериментах, проведенных Австралийским институтом биоинженерии и нанотехнологий при Университете Квинсленда, прототипы новой батареи с плоскими ячейками показали следующие ключевые показатели производительности.

Во-первых, плотность мощности около 7000 Вт / кг. Плотность мощности определяет, насколько быстро элемент может заряжаться и разряжаться. С нынешними литий-ионными аккумуляторами мощностью 250-700 Вт / кг, это огромный скачок вперед, и он ставит алюминиево-ионные аккумуляторы почти на уровень ультраконденсаторов, которые могут выдавать около 12000-14000 Вт / кг.

Во-вторых, плотность энергии 150–160 Вт · ч / кг, поэтому он дает только около 60 процентов энергии на единицу веса лучших на сегодняшний день коммерческих литий-ионных элементов.

Читайте также:  Сколько стоит насос для машины от аккумулятора

Плотность энергии долгое время была ключевым моментом в технических характеристиках аккумуляторов электромобилей; чем выше плотность энергии, тем больший радиус действия вы можете получить от аккумуляторной батареи. Таким образом, плотность энергии у этой новой батареи GMG меньше, чем требуют электромобили.

Но ее огромная скорость заряда может изменить это, а также несколько других ключевых преимуществ. По словам GMG, эти устройства могут заряжаться так быстро, что мобильный телефон, работающий на этой алюминиево-ионной технологии, может полностью зарядиться за 1-5 минут.

Перенесите эту концепцию в мир электромобилей, и вы получите электромобиль, который проезжает на 60 процентов от расстояния, чем Tesla, но заряжается так быстро, что запас хода может стать гораздо меньшей проблемой.

Более того, алюминиево-ионные аккумуляторы значительно превосходят литиевые батареи в тестах жизненного цикла, проходя 2000 полных циклов зарядки и разрядки без видимого ухудшения производительности, они чрезвычайно безопасны, с низким потенциалом возгорания и также более пригодны для вторичной переработки, чем литиевые батареи в конце срока их полезного использования.

И кроме того, литий им не нужен. Поскольку около 90 процентов мирового производства и закупок лития проходит через Китай, мировые цепочки поставок определенно уязвимы.

Еще один козырь аккумулятора GMG – выдающиеся тепловые характеристики. Даже когда они заряжаются и разряжаются с огромной скоростью, кажется, что они не перегреваются. «Пока нет проблем с температурой», – сказал управляющий директор GMG Крейг Николь.

«Двадцать процентов литий-ионной аккумуляторной батареи (в автомобиле) связано с их охлаждением. Очень высока вероятность того, что нам вообще не понадобится охлаждение или нагрев. Она не перегревается и хорошо работает в холоде. Им не нужны контуры для охлаждения или обогрева».

Однако, есть некоторые проблемы.

Одна из них – зарядная инфраструктура. Мобильные телефоны могут быстро заряжаться, не перегревая электросеть, но электромобили сейчас не могут. Нагнетатели Tesla уже перекачивают электроны со скоростью до 250 кВт, что соответствует передаче энергии 60 кВтч примерно за 15 минут. Если вы хотите заряжаться всего в 10 раз быстрее, вам нужно иметь возможность мгновенно подавать 2,5 мегаватта через зарядный кабель.

Для справки, типичная угольная электростанция имеет общую мощность около 600 мегаватт – так что, если бы 240 из этих сверхбыстрых заряжаемых автомобилей случайно подключились одновременно, они мгновенно загрузили бы энергосистему, эквивалентную всей электростанции.

Читайте также:  Lp602030 аккумулятор литий полимерный

Таким образом, сверхбыструю зарядку электромобилей определенно будет сложно масштабировать, особенно в связи с тем, что мир движется в сторону возобновляемых источников энергии, а не таких вещей, как уголь и газ.

Другая – ключевой ингредиент батареи GMG – пористый графен, внутри и вокруг которого распространяются молекулы алюминия в процессе производства GMG. Компания заявляет, что может производить высококачественный графен по низкой цене и в масштабируемых количествах, но не приводит никаких цифр о том, сколько могут стоить эти батареи при массовом производстве. При ценах на графен около 100 долларов за грамм даже «недорогая» версия может оказаться очень дорогой.

И последний – это временная шкала. Как вы наверняка знаете, между испытательным стендом и конечным продуктом обычно есть небольшой разрыв; и он больше, когда дело касается автомобильных компаний. GMG заявляет, что к концу этого года будет изготавливать прототипы для небольших испытаний, но нет никаких указаний на то, когда алюминиево-ионные аккумуляторы могут появиться на рынке в больших масштабах.

Источник

Аккумуляторы из алюминия и графена заряжаются в 60 раз быстрее, чем литиевые

Одной из самых серьезных проблем, тормозящих распространение электрических автомобилей, является недостаточная для длительных путешествий емкость аккумуляторов и продолжительная их подзарядка. Решить последнюю проблему попытались ученые из Австралийского института биоинженерии и нанотехнологий при Университете Квинсленда, которые совместно с инженерами из компании Graphene Manufacturing Group (GMG) создали аккумуляторы, превосходящие по своим параметрам стандартные серийные литиевые батареи.

Начать серийное производство новых аккумуляторов, работающих на основе алюминия и графена, планируется уже в следующем году. Разработчики заявили, что новые алюминий-ионные графеновые батареи не содержат редкоземельные металлы и обойдутся в производстве гораздо дешевле традиционных аккумуляторов, создаваемых с использованием лития.

Технически катод алюминиево-ионной графеновой батареи представляет собой несколько слоев перфорированного графена с порами около 2,3 нм. В порах закладываются атомы алюминия, что повысит плотность накопления энергии и способность пропускать гораздо большие токи, чем литий-ионный аккумулятор. Токовые характеристики новинки составляют 5 А/г. При этом по энергоемкости «алюминиевые» аккумуляторы на 30-40% хуже лучших современных литиевых аккумуляторов, но в три раза лучше аналогов, разработанных в Стэнфордском университете.

Первые аккумуляторы для электромобилей будут выпущены в 2024 году, так как для их производства потребуются серьезные изменения в технологическом процессе существующих заводов. Однако уже со следующего года GMG начнет производство серийных аккумуляторов «для других нужд» в собственном форм-факторе.

Источник