В последнее время мы все чаще слышим о графеновых аккумуляторах. Так что же такое графен? Чем он хорош?
В 2004 г. в Манчестерском университете два русских ученых Андрей Гейм и Константин Новоселов обнаружили, что слой обыкновенного графита — толщиной в один атом — представляет собой невероятно прочную пленку, обладающую к тому же отличной тепло- и электропроводностью. За это открытие ученые получили Нобелевскую премию по физике.
Итак, графен — это «лист» углерода, атомы которого располагаются в одной плоскости, самый тонкий и прочный искусственный материал в мире. Его уже используют в производстве прозрачных сенсорных экранов, миниатюрных конденсаторов, модуляторов излучения, быстродействующих транзисторов… Наушники с графеновыми мембранами передают мельчайшие нюансы звука.
Если мы сложим стопкой 3 миллиона (!) листов графена, ее толщина не достигнет и миллиметра. При этом графен в 200 раз прочнее стали, а его электрическая проводимость лучше, чем у меди. К тому же он очень эластичный. Представляете, какой миниатюрный, легкий и надежный аккумулятор можно создать на его основе?
Учеными в разных странах мира спешно разрабатываются технологии для применения нового материала в аккумуляторных батареях — для смартфонов, компьютеров и, конечно, автомобилей.
Литий послужит нам еще не один год, но время новых технологий на подходе. Сегодня первые графеновые аккумуляторы уже проходят испытания. На практике доказано, что для полной зарядки электромобиля с такой батареей будет достаточно 3–5 минут, она как минимум в два раза эффективнее, легче, безопаснее и меньше влияет на окружающую среду.
Недостаток графена — сложный процесс его производства. Пока ученые изготавливают его в лабораториях и в небольших количествах. Ограничен и размер самого листа: пока удается получать только пластинки не больше кредитной карточки. При попытке увеличить размер ухудшается качество материала. Но несколько лет назад была решена подобная проблема при получении чистого кремния. Несомненно, ученые найдут решение и для графена.
