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.

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)

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

Les også

Volvos første elbil har alt som skal til for å bli en storselger, men det er to ting man skal huske på.
Volkswagens elektriske fanebærer etter e-Golf har mye å bevise. ID.3 byr på mye bra, men er ikke uten barnesykdommer.
BMWs første helelektriske SUV har alt man trenger, bortsett fra én ting.
Om Hyundai Kona er litt traust i sporet, så er lyden fra musikkanlegget det stikk motsatte. Elbilen har også alt man kan forvente av moderne fasiliteter.
Skoda Enyaq iV har ankommet Norge, hvor 25 biler skal turnere rundt hos forhandlere frem til slutten av februar. Løp og se den!
I dag har den nye kompakt-suven Mercedes-Benz EQA offisiell verdenspremiere. Se video fra lanseringen her!
Lotus og Alpine skal utvikle en elektrisk superbil
Kan dette bli det neste store innen billyd?

Aktuelle tilbud

Prisguiden.no er en kommersiell partner av lydogbilde.no. De leverer prisvarsling, produktinformasjon og oppdaterte priser.
Gjør klar for enda raskere trådløst internett! Netgear Nighthawk RAXE500 er verdens første ruter med Wi-Fi 6E.
Nikolaj Coster-Waldau har hovedrollen i kommende dansk Netflix-film.
En gang var jakten på den beste lyden hobbyen til de fleste unge menn. Nå foretrekker de fleste å nyte musikk som bakgrunns-underholdning. De gamle dagene kommer aldri tilbake. Men nåtiden er likevel ikke så ulik fortiden.
Netflix har sikret seg Gal Gadots neste film.
Så mye lyd som mulig fra små kabinetter
Under CES 2021 viste Razer frem en gamingstol med utrullbar OLED-skjerm! Har den massasje også?
De mest eksklusive surroundprosessorene fra Lyngdorf og Steinway, nemlig MP-60 og P300, får endelig videokort av siste skrik. Blant annet 8K.
Tidligere medarbeidere beskylder Huawei for diskriminering og for å blande seg inn i deres privatliv.
4K laserprojektorer har til nå vært fryktelig dyre, men det akter LG å gjøre noe med.
Ni nye kinesiske techselskaper er nå blokkert for amerikanske investorer.
Samsung har fornyet sine flaggskip. Nå endelig med romkorreksjon – og Airplay 2.
Lotus og Alpine skal utvikle en elektrisk superbil