Følg oss på

Søk etter tester, nyheter og anmeldelser...

Fremtidens batterier

Verdens tynneste materiale, grafén, kan brukes til å lagre og avgi energi.

Grafen er et materiale bestående av ett eneste lag karbonatomer, og er dermed det tynneste materialet som er mulig å fremstille. Dette har en hel del fantastiske egenskaper, og nå har forskere funnet ut hvordan det kan brukes til å lage batterier.

Ved å ta et lite ark med dette materialet og stråle det med en laser eller kamerablits, bryter det opp med utallige porer og sprekker. Dette gir grafenet egenskapen å kunne lades og utlades ti ganger raskere enn vanlige anoder av grafitt, som brukes i batteriene vi har i dag (litium-ion).

Dagens batterier er trege
Oppladbare litiumbatterier er standarden vi nå bruker i mobiltelefoner, bærbare datamaskiner, nettbrett og mange andre produkter. Disse batteriene kan lagre store mengder energi, men lider i dag av å være ganske trege til å både motta og avgi energi. Derfor tar det fort en time og vel så det å lade mobiltelefonen eller datamaskinen din, og biler kan heller få batteridrift uten å koble en kondensator etter batteriet, for å kunne håndtere krevende funksjoner som akselerasjon og brems.

Løsningen: “defekt” grafén
Ingeniører ved Rensselaer Polytechnic Institute i New York, med ekspert på nanomaterialer Nikhil Koratkar i spissen, har gått inn for å løse dette problemet og lage et nytt batteri som både kan holde store mengder energi, men også både motta og avgi denne energien hurtig. Slik kan man unngå å måtte pare litiumbatterier med superkondensatorer i elektriske biler og dermed oppnå enklere drift av elektromotorer som kun bruker batterier med høy lagringskapasitet og hurtighet. Koratkar har tiltro til at det nye batteriet, laget ved å lage ”defekter” i grafén, er et viktig steg på veien mot dette målet. Slike batterier kan også kraftig forkorte ladetiden av portable elektroniske produkter som mobiltelefoner og datamaskiner, og også medisinsk utstyr til førstehjelp.

Slik ser grafén ut på nanoskalaen.

Annonse

Oksidering 
I dag lages litiumbatterier med grafitt som hovedingrediens. Dette er det samme karbonmaterialet man finner i blyanter. Grafén er det samme materialet, men kun ett karbonatom tykt, i et mønster som likner hønsenetting eller bikuber på nanoskalaen. Dette materialet er langt mer effektivt i å motta og avlevere energi raskt. Grafitt er nemlig tregt fordi litiumionene kun kan entre eller forlate grafittanoden fra kantene og sakte vandre langs lengden av de individuelle lagene med grafen. Men så kom Koratkar frem til å lage et ark med grafén. Når dette arket ble eksponert for en laser eller en vanlig fotoblits, oksiderte det, altså oksygenatomene forlot materialet raskt og brutalt, og grafenet ble etterlatt bulket, sprukket og faktisk fem ganger tykkere. Forskerne fant ut at dette skadde laget med grafén fungerte meget godt som en anode til et litiumbatteri. Mens litiumionene tidligere måtte vandre hele arklengden med grafitt for å lagre og avgi energi, brukte ionene nå sprekkene og porene som snarveier for å vandre hurtig inn og ut av grafenet. Det kunne nå lagre og avgi energi 10 ganger raskere enn tidligere, uten merkbart tap i lagringskapasiteten. Grafenet fortsatte å yte, selv etter mer enn 1.000 sykluser med lading og utlading.

I følge Koratkar er det enkelt å skalere opp de nye grafénanodene, til å tilpasses industrielle behov. Oppdagelsen avventer nå patent.

Annonse

Kilde: sciencedaily.com

(Hovedbilde: Rensselaer/Koratkar)

forfatter

(f. 1978): Journalist. Gråbein har aldri hatt noen heltidsjobb før Lyd & Bilde. Her har han til gjengjeld vært nesten halvparten av sitt liv, helt siden han i 2001 sendte jobbsøknaden til feil adresse (han ville opprinnelig til et innspillingsstudio ved samme navn). Gråbeins ekspertise er hovedsakelig innenfor hi-fi, hodetelefoner og hjemmekino, men det hender han glimter til med andre kvaliteter.

2 Comments

Har du noe å tilføye?

Velkommen til Lyd & Bildes kommentarfelt. Vi vil gjerne vite hva du mener. Hold deg til temaet og vær saklig, så slipper vi å moderere innlegg. Andre spørsmål eller synspunkter rettes til redaksjon@lydogbilde.no.

Leave a Reply

Din e-postadresse vil ikke bli publisert. Obligatoriske felt er merket med *

 

Kontakt

Publish AS
Billingstadsletta 19 B
1396 Billingstad
Org. Nr 965 237 186
© 2021 Publish AS

Hold deg oppdatert!

Motta vårt nyhetsbrev:
© 2021 Publish AS - Lyd & Bilde arbeider etter Vær Varsom-plakatens regler for god presseskikk. Som leser har du kun rett til å benytte Innholdet på lydogbilde.no for personlige og ikke-kommersielle formål. Du kan laste ned, linke til og skrive ut Innhold fra lydogbilde.no for private og ikke-kommersielle formål, forutsatt at du henviser til kilden, respekterer eventuelle rettighetsnotiser og/eller -reservasjoner. Du kan ikke bruke Innhold, herunder (men ikke begrenset til) ikoner, for noen andre formål eller på noen andre måter enn de som er uttrykkelig tillatt. NB! Artikler som ligger utenfor plusstjenesten er ≪kjøpt fri≫ av muren av vedkommende produsent/leverandør.