Презентация - Графеновый аккумулятор

Графеновый аккумулятор
Автор – Скрябина Наталия Алексеевна учитель физики ГБОУ СОШ № 27 СПб

Графен – двумерный кристаллический углеродный наноматериал, который можно представить себе как пластину, состоящую из атомов углерода. 

За «передовые опыты с двумерным материалом — графеном» А. К. Гейму и К. С. Новосёлову  была присуждена Нобелевская премия по физике за 2010 год (Графен был открыт в 2004 году.)

Андрей Константинович Гейм (1958) ИФТТ АН СССР, Университет Неймегена (1994—2000) Манчестерский университет (2001—)
Константин Новосёлов (1974) ИПТМ РАН Университет Неймегена Манчестерский университет

Сложность – собранные из графена конструкции стремятся упорядочится в обычный графит и теряют все свои уникальные свойства
Выход из ситуации - чтобы удержать пластины графена от слипания их следует держать в воде. Когда графен находится в растворе в состоянии геля, пластинки не слипаются друг с другом и могут стать стабильной основой различных устройств.
Важное свойство графено-водного геля - способность накапливать и удерживать электрический заряд, во много раз превосходящий параметры современных литиево-ионных аккумуляторов

Графеновый аккумулятор
Электроды – графен и …
Преимущества графена - доступность большой поверхности электрода для электрических зарядов
Mg в 24 раза дешевле Li Лишен недостатков Li (токсичность, тяжела утилизация, реагирует с парами воды прямо в воздухе)

Трёхмерные многослойные наноструктуры (литий-графен-олово) сразу можно использовать в качестве анодного материала, не вводя традиционные добавки вроде полимерного связующего или технического углерода. Преимущества: высокая обратимая ёмкость стабильность параметров при плотности тока до 5 А/г.
Многослойный нанокомпозит под сканирующим электронным микроскопом (иллюстрация из журнала Energy & Environmental Science).

Перспективы использования
Автомобилестроение (в первую очередь!!!!!!!!!!!!) Телефония Графеновый аккумулятор весит половину литий-ионного аккумулятора, стоит на 77% меньше, заряжается за восемь минут, предлагает автономность езды до 1000 километров.

Zap&Go — первый в мире графеновый внешний аккумулятор для мобильных телефонов и планшетов. Его уникальность в том, что сам он заряжается от сети всего за 5 минут. Разработчики Zap&Go решили создать не внешнюю батарейку, а суперконденсатор. Это новый тип энергоемких конденсаторов, которые могут за считанные минуты впитать в себя достоточно энергии, чтобы зарядить тот же iPhone. Графен в свою очередь позволил сделать суперконденсатор компактным и легким. (см. на следующем слайде) Ожидаемое время появления продукта на рынке — октябрь 2015 года, стартовая цена — 99 долларов. Позже цена вырастет до 150.