Teknologi

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

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.

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.

Annonse

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

Kilde: sciencedaily.com

(Hovedbilde: Rensselaer/Koratkar)

Vi setter stor pris på at du leser Lyd & Bilde
for å lese videre.

NYHET - nå kan du betale med Vipps!

Prøv Lyd & Bilde i 30 dager for 49 kr

Få full tilgang til alle +artikler, Nordens største testarkiv, guider, anmeldelser og ukentlig nyhetsbrev. Se flere muligheter her

Legg igjen en kommentar

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

 

forfatter

Geir Gråbein Nordby

(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.
Annonse
Annonse

Aktuelle tilbud

Prisguiden.no er en kommersiell partner av lydogbilde.no. De leverer prisvarsling, produktinformasjon og oppdaterte priser.

Les også

Innstegsvarianten av Tesla Model 3 settes ned med 50.000 kroner, med umiddelbar virkning.
Blir ny FIA Formula E Safety Car
770 km rekkevidde, selvkjøring på nivå 3, og en overflod av luksus.
Audis nye el-SUV blir den første bilen med Sonos-lyd. Sjekk lanseringsvideoen her!
Blir ny FIA Formula E Safety Car
Den ser mye større ut enn den er, den nye 4309 Studio Monitor.
770 km rekkevidde, selvkjøring på nivå 3, og en overflod av luksus.
Der hvor andre jukser til et 4K-bilde fra et HD-panel, har Sony-projektorene ekte 4K-paneler. Nå kommer to viktige modeller med den nye X1-prosessoren for bildebehandling i toppklasse.
Strømmetjenesten Qobuz satser på musikk med høy lydkvalitet. Nå kommer den til Norge.
Urbanista Los Angeles lades med solceller.
Vakkert og oppsiktsvekkende fra Sony World Photography Awards 2021
Canons nye skrivergenerasjon har fyllbare blekktanker.
Audis nye el-SUV blir den første bilen med Sonos-lyd. Sjekk lanseringsvideoen her!
Her er det vi vet om Samsungs nye 2021-modeller.
De eksisterende produkter utfases. Men brukerstøtte fortsetter i en periode.
Slipper også RF 100mm f2.8L, RF 400mm f2.8L og RF 600mm f4L.