Разработчик алюминия

Sep 20, 2023

Революционная технология графеновых алюминиево-ионных аккумуляторов может превзойти литий-ионные батареи по мощности, ... [+] плотности энергии, скорости перезарядки и экологичности. Фото: Группа по производству графена

Беспокойство о запасе хода, страх перед переработкой отходов и быстрой зарядкой могут быть отнесены к истории электромобилей с изобретением австралийской батареи на основе нанотехнологий.

Утверждается, что графеновые алюминиево-ионные аккумуляторные элементы от компании Graphene Manufacturing Group (GMG) из Брисбена заряжаются в 60 раз быстрее, чем лучшие литий-ионные элементы, и удерживают в три раза больше энергии, чем лучшие элементы на основе алюминия.

Они также более безопасны, поскольку не имеют верхнего предела силы тока, вызывающего самопроизвольный перегрев, более экологичны и их легче перерабатывать благодаря стабильным основным материалам. Тестирование также показывает, что проверочные батарейки типа «таблетка» служат в три раза дольше, чем литий-ионные версии.

GMG планирует вывести на рынок графеновые алюминиево-ионные монетоприемники в конце этого или начале следующего года, а выпуск автомобильных аккумуляторных батарей планируется начать в начале 2024 года.

Основанные на революционной технологии Австралийского института биоинженерии и нанотехнологий Университета Квинсленда (UQ), аккумуляторные элементы используют нанотехнологии для вставки атомов алюминия внутрь крошечных перфораций в графеновых плоскостях.

Алюмо-ионная технология Graphene Manufacturing Group позволяет заряжать iPhone менее чем за 10 ... [+] секунд. Он работает путем помещения атомов алюминия в отверстия в графене. Фото: Группа по производству графена

Тестирование, проведенное рецензируемым специализированным изданием Advanced Functional Materials, пришло к выводу, что элементы обладают «выдающейся высокой производительностью (149 мАч г-1 при 5 А г-1), превосходя все ранее сообщалось о катодных материалах AIB».

Управляющий директор GMG Крейг Никол настаивал на том, что, хотя элементы его компании не являются единственными разрабатываемыми графеновыми алюминиево-ионными элементами, они, несомненно, являются самыми мощными, надежными и быстрыми заряжающимися.

«Он заряжается так быстро, что по сути представляет собой суперконденсатор», — заявил Никол. «Он заряжает батарейку менее чем за 10 секунд».

Утверждается, что новые аккумуляторные элементы обеспечивают гораздо большую плотность мощности, чем нынешние литий-ионные батареи, без проблем с охлаждением, нагревом или редкоземельными элементами, с которыми они сталкиваются.

«Пока проблем с температурой нет. Двадцать процентов литий-ионных аккумуляторов (в автомобиле) предназначены для их охлаждения. Очень высока вероятность того, что нам вообще не понадобится это охлаждение или нагрев», - заявил Никол.

«Он не перегревается и прекрасно работает при температуре ниже нуля во время испытаний.

«Им не нужны контуры охлаждения или обогрева, которые в настоящее время составляют около 80 кг в упаковке мощностью 100 кВтч».

Когда алюминиево-ионные батареи перезаряжаются, они возвращаются к отрицательному электроду и заменяют три алюминиевых ... [+] электрона на ион, тогда как максимальная скорость лития составляет всего один. Фото: Группа по производству графена

Новая технология элементов, настаивал Никол, также может быть промышленно внедрена, чтобы вписаться в существующие литий-ионные корпуса, такие как архитектура MEB Volkswagen Group, предотвращая проблемы с архитектурами автомобильной промышленности, которые, как правило, используются до 20 лет.

«Наши будут иметь ту же форму и напряжение, что и нынешние литий-ионные элементы, или мы можем перейти к любой форме, которая необходима», — подтвердил Никол.

«Это прямая замена, которая заряжается так быстро, что по сути представляет собой суперконденсатор.

«Некоторые литий-ионные элементы не выдерживают ток более 1,5–2 ампер, иначе вы можете взорвать батарею, но наша технология не имеет теоретических пределов».

Алюминиевые аккумуляторные элементы находятся в стадии разработки, особенно для использования в автомобилях.

Только недавние проекты включали сотрудничество между Даляньским технологическим университетом Китая и Университетом Небраски, а также другими проектами из Корнеллского университета, Университета Клемсона, Университета Мэриленда, Стэнфордского университета, факультета наук о полимерах Чжэцзянского университета и европейского промышленного консорциума Alion.

Различия носят весьма технический характер, но в элементах GMG используется графен, полученный в результате запатентованного плазменного процесса, а не из традиционного источника графита, и в результате плотность энергии в три раза превышает плотность энергии следующего лучшего элемента из Стэнфордского университета.