Velký výběr her, více než 30000 XNUMX dokončených objednávek, široká nabídka měn a sad, propagační akce, bonusy a mnoho dalšího.
Technologie používané k výrobě baterií moderních smartphonů jsou již docela dobré. Ale jedné věci, které fanoušci gadgetů nemají nikdy dost, je výdrž baterie. Nebylo by skvělé, kdyby naše telefony vydržely dva nebo tři celé dny intenzivního používání na jedno nabití? Co takhle celý týden? S grafenovými bateriemi to nemusí být takový dýmkový sen.
Grafenové baterie zatím nefungují na chytrých telefonech a jiných gadgetech, ale tato technologie se vyvíjí. V budoucnu se mohou grafenové baterie stát náhradou za lithium-iontové baterie, na kterých se v posledních desetiletích stal tak závislý celý high-tech průmysl.
Navzdory tomu, že jsme stále daleko od komerčního využití grafenových technologií, včetně baterií, by tato myšlenka neměla být podceňována – v příštích letech by se mohla stát realitou.
Co je to grafenová baterie?
Než se ponoříme do problematiky grafenových baterií, měli bychom si připomenout, co grafen je a čeho všeho je tento materiál schopen.
Stručně řečeno, grafen je soubor uhlíkových atomů pevně spojených do šestiúhelníkové nebo voštinové struktury. Grafen je tak jedinečný, že jeho struktura je silná pouze jedna atomová vrstva. Je tedy dvourozměrný. Tato dvourozměrná struktura má velmi zajímavé vlastnosti, včetně vynikající elektrické a tepelné vodivosti, vysoké pružnosti, zvýšené pevnosti a nízké hmotnosti. Zajímavá je především elektrická a tepelná vodivost, která je dokonce lepší než měď – nejvodivější ze všech kovů.
Pokud jde o baterie, schopnosti grafenu lze využít různými způsoby. Jeho ideální aplikací jako baterie je tzv. superkondenzátor. Superkondenzátory uchovávají proud stejně jako běžná baterie, ale dokážou se neuvěřitelně rychle nabíjet a vybíjet.
Nevyřešeným problémem grafenu je, jak hospodárně a hromadně vyrábět jeho ultratenké listy pro použití v bateriích a dalších technologiích. Výrobní náklady jsou v současnosti neúměrné, ale další výzkum pomůže k tomu, aby se grafenové baterie staly realitou.
V roce 2017 Samsung oznámil průlom v této oblasti s vývojem „grafenových korálků“. Nedávno se ukázalo, že Tesla má zájem také o technologii autobaterií využívající grafen.
Grafen vs Li-ion
Podobně jako lithium-iontové (Li-ion) baterie využívají grafenové články dvě vodivé desky potažené porézním materiálem a ponořené do roztoku elektrolytu. Ale i když je jejich vnitřní struktura velmi podobná, mají obě baterie odlišné vlastnosti.
Grafen nabízí vyšší elektrickou vodivost než lithium-iontové baterie. To umožňuje rychlejší nabíjení článků, které mohou také produkovat velmi vysoké proudy. To se hodí zejména například u autobaterií nebo rychlonabíjení zařízení. Vysoká tepelná vodivost také znamená, že se baterie nepřehřívají, čímž se prodlužuje jejich životnost i v tenkých pouzdrech na smartphony.
Grafenové baterie jsou také lehčí a tenčí než současné lithium-iontové články. To znamená menší, tenčí zařízení nebo baterie s vyšší kapacitou, které nevyžadují další prostor. Grafen také umožňuje dosáhnout mnohem vyšší kapacity baterie. Lithium-iontová baterie uchovává až 180 Wh energie na kilogram a grafen – až 1000 Wh na kilogram.
A konečně, grafen je bezpečnější. Přestože lithium-iontové baterie mají velmi dobrou bezpečnost, došlo k několika závažným incidentům, které se týkaly selhání baterií. Přehřátí, přebití a proražení může způsobit chemickou nerovnováhu v lithium-iontových bateriích, což může vést k požáru. Grafen je mnohem stabilnější, pružnější a pevnější a také odolnější vůči těmto typům problémů.
Nyní lithium-iontové baterie již mohou používat grafen ke zlepšení vlastností katodového vodiče. Tyto jsou známé jako hybridní baterie, které nabízejí nižší hmotnost, rychlejší dobu nabíjení, vyšší kapacitu a delší životnost než moderní baterie. První spotřebitelské grafenové baterie budou pravděpodobně hybridní baterie.
Co to znamená pro smartphony?
Budoucí smartphony s grafenovými bateriemi by demonstrovaly všechny výše uvedené výhody. Budou se nabíjet ještě rychleji, výdrž baterie vydrží den nebo dva, ne-li déle, a samotná zařízení budou tenčí a lehčí.
Přechod na grafen by mohl nabídnout o 60 % větší kapacitu ve srovnání s lithium-iontovou baterií stejné velikosti. V kombinaci se zlepšeným odvodem tepla se tím prodlouží životnost zařízení. Po několika letech nebudete muset platit za drahé výměny baterie, aby vaše zařízení fungovala.
Grafenové baterie by umožnily smartphonům ztenčit nebo poskytnout větší kapacitu baterie při zachování jejich současných proporcí – ale nejen to. Nového vývoje by se dočkaly také technologie rychlého nabíjení mezi zařízeními. S bateriemi, které zvládají velmi vysoké proudy a rychle se nabíjejí, by se gadgety mohly navzájem nabíjet supervysokými rychlostmi.
Přestože technologie grafenových baterií je ještě několik let daleko od výzkumu a vývoje, je to vynikající vyhlídka pro budoucí smartphony, gadgety, elektrická vozidla a další zařízení.
