Графеновий акумулятор для електромобіля

Багато хто вважає, що майбутнє автомобілебудування саме за електрокарами. За кордоном існують законопроекти, за якими частина щорічно продаваних автомобілів повинні або бути гібридами, або працювати на електриці, тому гроші вкладаються не тільки в рекламу таких авто, але і в будівництво заправок. Проте багато людей все-таки чекають, коли електрокари стануть справжніми суперниками традиційним автомобілям. А може, це буде, коли час зарядки зменшиться, а час автономної роботи збільшиться? Можливо, в цьому допоможуть людству графенові акумулятори.

Що таке графен?

Революційний матеріал нового покоління, самий легкий і міцний, самий електропровідний - все це про графені, який є не чим іншим, як двовимірної вуглецевої ґратами завтовшки в один атом. Творці графена, Костянтин Новосьолов та Андрій Гейм, отримали Нобелівську премію. Зазвичай між відкриттям і початком практичного використання цього відкриття на практиці проходить тривалий час, іноді навіть десятки років, однак графен така доля не спіткала. Можливо, це пов'язано з тим, що Новоселів і Гейм не приховали технологію його виробництва. Вони не тільки розповіли про неї всьому світу, але і показали: є відео на YouTube, де Костянтин Новосьолов докладно розповідає про цієї технології. Тому, можливо, скоро ми зможемо навіть робити графенові акумулятори своїми руками.

Розробки

Спроби застосування графена були практично у всіх областях науки. Його пробували в сонячних батареях, навушниках, корпусах і навіть намагалися лікувати рак. Однак на даний момент одна з найбільш перспективних і потрібних людству речей - це графеновий акумулятор. Нагадаємо, що при такому незаперечну перевагу, як дешеве та екологічне паливо, електромобілі мають серйозний недолік - відносно невелику максимальну швидкість і запас ходу не більше трьохсот кілометрів.

Рішення проблеми століття

Графеновий акумулятор працює за тим же принципом, що і свинцеві з лужним або кислотним електролітом. Цим принципом є електрохімічна реакція. По влаштуванню графеновий акумулятор схожий з літієво-іонним з твердим електролітом, в якому катодом є вугільний кокс, близький за складом до чистого вуглецю. Проте вже зараз серед інженерів, розробляють графенові акумулятори, є два принципово різних напрямки. У США вчені запропонували робити катод з пластин графену і кремнію, що чергуються між собою, а анод - з класичного кобальту літію. Російські інженери знайшли інше рішення. Токсична і дорога літієва сіль може бути замінена більш екологічним і дешевим оксидом магнію. Ємність акумулятора збільшується в будь-якому випадку за рахунок підвищення швидкості проходження іонів від одного електрода до іншого. Це досягається внаслідок того, що графен володіє високим показником електричної проникності і здатністю до накопичення електричного заряду. Думки вчених щодо інновацій поділяються на: російські інженери стверджують, що графенові акумулятори мають ємність в два рази більше, ніж літій-іонні, а ось їх закордонні колеги стверджують, що в десять.
Графенові акумулятори запущені в масове виробництво в 2015 році. Приміром, цим займається іспанська компанія Graphenano. За словами виробника, використання цих акумуляторів в електрокарах на логістичних майданчиках показує реальні практичні можливості батареї з графеновим катодом. Для повної зарядки йому потрібно всього вісім хвилин. Максимальну довжину пробігу також здатні збільшити графенові акумулятори. Зарядка на 1000 км замість трьохсот - ось що хоче запропонувати споживачеві корпорація Graphenano.

Іспанія та Китай

З Graphenano співпрацює китайська компанія Chint, яка купила 10 % акцій іспанської корпорації за 18 мільйонів євро. На спільні кошти буде здійснюватися будівництво заводу з двадцятьма виробничими лініями. Проект вже отримав близько 30 мільйонів інвестицій, які будуть вкладені в установку обладнання і наймання працівників. За первісним планом завод повинен був почати випускати близько 80 мільйонів батарей. На початковому етапі основним ринком має стати Китай, а потім планувалося початок поставок в інші країни. На другому етапі компанія Chint готова інвестувати 350 мільйонів євро для будівництва ще одного заводу, на якому буде близько п'яти тисяч співробітників. Такі дивні цифри, якщо врахувати, що сумарний дохід буде складати близько трьох мільярдів євро. До того ж Китай, відомий своїми проблемами з екологією, буде забезпечений екологічним і дешевим "паливом". Однак, як ми можемо спостерігати, окрім гучних заяв, світло не побачив нічого, тільки тестові моделі. Хоча корпорація Volkswagen теж оголосила про свій намір співпрацювати з Graphenano.

Очікування і реальність

На дворі 2017 рік, а це означає, що Graphenano займаються "масовим" виробництвом акумуляторів вже два роки, проте зустріти електромобіль на дорозі - велика рідкість не тільки для Росії. Всі характеристики і дані, оприлюднені компанією, досить невизначені. В цілому вони ніяк не виходять за рамки загальноприйнятих теоретичних уявлень про те, якими параметрами повинен володіти графеновий акумулятор для електромобіля.
До того ж досі все, що було представлено як споживачам, так і інвесторам, - це тільки комп'ютерні моделі, ніяких справжніх прототипів. Додає проблем і те, що графен - матеріал, який дуже дорогий у виробництві. Незважаючи на гучні заяви вчених про те, як його можна буде "друкувати на коліні", на даному етапі знизити вдається тільки вартість деяких компонентів.

Графен і світовий ринок

Прихильники всіляких теорій змов скажуть, що нікому не вигідно поява такого автомобіля, тому що тоді нафта піде на задній план, а отже, зменшаться і доходи від її видобутку. Однак, швидше за все, інженери зіткнулися з якимись проблемами, але не хочуть це афішувати. Слово "графен" зараз на слуху, багато хто вважає його матеріалом майбутнього, тому, можливо, вченим не хочеться псувати його славу.

Проблеми в розробках

Проте справа може бути і в тому, що матеріал дійсно інноваційний, тому підходу вимагає відповідного. Можливо, акумулятори з використанням графена повинні бути принципово відмінними від традиційних літій-іонних або літій-полімерних. Існує і ще одна теорія. Корпорація Graphenano заявила, що нові акумулятори заряджаються всього за вісім хвилин. Фахівці підтверджують, що це дійсно можливо, тільки потужність джерела живлення повинна бути не менше одного мегавата, що можливо в тестових умовах на заводі, але ніяк не в домашніх. Споруда достатньої кількості заправок з такою потужністю буде коштувати величезних грошей, ціна однієї підзарядки буде досить висока, тому графеновий акумулятор для авто не принесе ніякої вигоди. Практика показує, що революційні технології досить довго вбудовуються в світовий ринок. Необхідно провести безліч тестів, щоб переконатися в безпеці продукту, тому вихід нових технологічних пристроїв деколи затягується на довгі роки.